[发明专利]包含化学发泡剂的可热膨胀组合物

说明书

本发明涉及可热膨胀的组合物，其包含热塑性聚合物化合物和/或弹性体化合物,至少一种包含至少一种氨基胍化合物的二羧酸盐的发泡剂，任选的至少一种自由基引发剂和/或硫化体系和至少一种胍衍生物。本发明还涉及用于中空结构的包含该可热膨胀的组合物的阻隔和/或增强元件，制造该阻隔和/或增强元件的方法，该阻隔和/或增强元件用于密封、阻隔或增强空腔或中空结构的用途，以及密封、阻隔和/或增强空腔或中空结构的方法。

技术领域

本发明涉及可热膨胀的组合物和其用于提供阻隔和/或增强元件的用途。这样的元件特别适合用于密封、阻隔和/或增强中空结构，例如汽车车辆的中空结构部件中的空腔。

发明背景

制成品通常含有孔和空腔或其他中空部件，这些孔和空腔或其他中空部件是由制造过程产生的和/或出于各种目的(例如减重)而设计到产品中的。例如，汽车车辆在整个车辆中包括若干这样的孔和空腔，包括在车辆的结构支柱和车门的钣金中。通常期望通过内置于孔或空腔内的密封元件或阻隔元件密封这样的孔和空腔，以使噪声、振动、烟雾、污垢、水、湿气等最小化，以免其从车辆内的一个区域传递到另一个区域。同样，这样的构件或者元件经常满足增强制成品(例如汽车部件)的中空结构的另外的任务，以使得它变得更耐机械应力，但是仍然保持中空结构的低重量优点。

这样的用于密封、阻隔或者增强的元件经常由以下组成：由塑料、金属或者另外的硬质材料制成的载体，和连接到其上的热塑性材料的一个或多个层，其能够在施加热或者另外的物理或化学形式的能量时使其体积膨胀，但是它们也可以完全由可膨胀材料制成。使用适当的设计，可以将阻隔或者增强元件在制造方法过程中插入结构的中空部分中，但是还使得所述结构的内壁仍然是例如液体可进入的(或者所述空腔是液体可通过的)。例如，在车辆的制造方法过程中，金属框架的中空部分可以仍然大部分覆盖有电涂层(“e-coat”)液体，而阻隔或者增强元件已经插入，并且其后在热处理步骤过程中，该阻隔或增强元件的可膨胀热塑性材料膨胀以如预期填充所述空腔。

这样的阻隔或者增强元件的发展已经产生了非常高级的系统，其中可膨胀材料能够将它的体积增大高达数百％，形成填充空腔的稳定的、交联的泡沫状结构和粘附到打算密封、阻隔或增强的结构的壁上。尤其是在汽车制造中，这已经导致可观的减重和对于车体噪音或振动的优异的阻尼。

目前使用的可热膨胀的组合物通常由聚合物组成，例如可以通过自由基引发剂(最常见的是过氧化物)交联的乙烯-乙酸乙烯酯聚合物。为了获得泡沫，这些组合物还含有发泡剂，使用最广泛的是偶氮二甲酰胺(azodicarbonamide)(也称为偶氮二甲酰胺(azodicarboxamide)或偶氮双甲酰胺)和4,4'-氧代双苯磺酰肼(简称OBSH)。在活化条件(如升高的温度)下，可交联网络发生固化，同时发泡剂分解并释放气体。这导致上述体积膨胀和形成稳定的泡沫，在理想情况下，泡沫如预期填充空腔并粘附在其壁上。这种体系例如在DE102011080223A1中公开。公开的欧洲专利申请EP3281970A1公开了可泵送的热发泡填料组合物，其包含液体环氧树脂、聚氯乙烯树脂和/或丙烯酸树脂粉末，以及发泡剂，例如偶氮化合物、亚硝基化合物或肼衍生物。EP3281970A1还公开了双氰胺作为固化剂的用途。另一公开的欧洲专利申请EP2994502A1公开了N,N'-二邻甲苯基胍在化学发泡聚烯烃中作为固化促进剂的用途。

与上述建立的解决方案相关的问题之一是，最常用的放热发泡剂，特别是偶氮二甲酰胺(ADCA)，越来越多地面临有关健康和安全问题的监管问题。

因此，期望获得克服与现有技术组合物相关的上述问题的可热膨胀的热塑性组合物。

发明概述

本发明的目的是提供储存稳定的可热膨胀的组合物，它能够在宽的温度范围内(例如在120至200℃的范围内)均匀膨胀并固化以形成稳定的、交联的泡沫结构。此外，所生产的泡沫应表现出降低的水摄取和对金属、甚至油性表面和通常用于制成品，特别是汽车车辆中的其他基材的良好粘附性。