[发明专利]可热膨胀的制剂

说明书

技术领域

本申请涉及在低于70℃的施用温度下可泵送的可热膨胀的制剂，所述制剂含有特定的环氧树脂、可热活化的硬化剂、可热活化的发泡剂和具体选择的有机纤维的组合，涉及使用此类制剂加强具有薄壁结构的部件的方法，以及涉及这些制剂用于加强这种类型的结构的用途。

背景技术

许多施用领域需要大量生产尺寸一贯稳定稳定并且具有高刚度和高结构强度的轻质(lightweight)部件。具体地，在汽车制造中，由于在该行业中需要重量减轻，因此高度需要由薄壁结构制成但仍然具有足够的刚度和结构强度的轻质部件。既实现高的刚度和结构强度又实现可能的最低部件重量的一种方法使用由相对较薄的金属片或塑料片制造的中空部件。然而，薄壁金属片很容易变形。因此，一段时间以来，已知在中空结构的情况下，例如在受到特定的机械应力的区域中用结构泡沫完全或仅部分地填充这个空腔。一方面，这可以最小化或者甚至完全防止变形或扭曲，另一方面，它可以增加这些中空结构的强度和刚度。

此类膨胀增强和加强剂通常是金属泡沫或由例如基于环氧树脂的可热固化的和可热膨胀的制剂制成。在后一种情况下，所述制剂通常以基于反应性环氧树脂的可热固化的和可热膨胀的模塑制品的形式制备，所述模塑制品通过常规的注射模塑技术制得。这些模塑制品在其空间构型方面各自精确地适于所需的最终用途。在制造的轻质部件的范围内，然后将可固化的和可膨胀的模塑制品原位引入待增强的部件中，并在单独的处理步骤中通过加热而固化和膨胀(例如，在涂覆过程的范围内)。这些模塑制品和其用途描述于例如WO-A1-2004/065485的范围内。然而，对于这个程序，需要开发适当设计的模塑方法，并且需要针对每个待增强的部件开发注塑模具，这成本较高并且几乎不可能灵活使用这些增强剂。

这种方法还具有一个缺点，即必须将在环境温度下为固体的制剂加热以制造模塑制品，这在某些条件下可能导致不可逆的强烈放热的固化过程提前开始。在一些情况下，甚至有意地接受体系的轻微固化，以优化模塑制品的尺寸稳定性和表面光洁度。

作为替代方案，例如，在WO-A2-2002/31077中，提出了用于加强部件的双组分体系，所述体系在低至环境温度的温度下固化。然而，此类体系在计量精度方面具有增加的风险，这对膨胀率和机械性质两者均具有负面影响。另外，这些在环境温度下固化的体系所产生的结构泡沫在其热机械性质方面劣于热固化体系。

作为第三个替代方案，可以使用糊状结构粘合剂。然而，这些具有防流挂性(non-sag)不足的缺点，特别是在将它们以相对较大的膜厚度施用时。另外，这些糊状结构粘合剂往往在加热过程中从目标施用区域流出，因此不会在期望位点发挥其全部功效。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于制造结构泡沫的制剂，所述结构泡沫用于局部增强部件，所述制剂在未固化状态显示液体到糊状稠度，并且即使在固化前也表现出足够高水平的防流挂性，从而即使在加热过程中，它们也保持在施用位点并且不滑落。

具体实施方式

令人惊讶地，现在已经发现，含有至少两种具体选择的环氧树脂和特定的有机纤维的组合的可热膨胀的制剂显示的性能使得，一方面，确保了通过常规泵良好施用，另一方面，所施用的制剂即使在固化前也表现出足够的防流挂性，因此，防止了制剂在固化前或在加热过程中从施用区域滑移。另外，经固化的制剂的机械性质优于基于固体模塑制品的常规加强泡沫的机械性质。

因此，首先，本发明提供在低于70℃的施用温度下可泵送的可热膨胀的制剂，其含有：

(a)至少一种第一环氧树脂E1，所述第一环氧树脂E1的环氧当量为至多280g/eq，并且在25℃的粘度为至多1250Pa*s，

(b)至少一种第二环氧树脂E2，所述第二环氧树脂E2的环氧当量为至少300g/eq，并且在25℃的粘度为至多250Pa*s，

(c)至少一种可热活化的固化剂，

(d)至少一种可热活化的发泡剂，以及

(e)至少1重量％的有机纤维，所述有机纤维的纤维长度为0.2mm到10mm。

本发明的制剂特别是因以下事实而具有优点：它们可以可逆地(温度依赖性粘度性能没有任何显著变化)加热到不超过70℃的温度，因此，可以使用加热泵在这个温度范围内多次传送和/或成形。

除非另有说明，否则在本申请的范围内，在以下试验条件下测定粘度：旋转流变仪具有板-板几何结构(PP20)，在10％变形和100rad/s频率的振荡下测量，材料的膜厚度为0.2mm。