專利名稱：環(huán)氧/彈性體加合物,其形成方法以及用其形成的材料和制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種環(huán)氧/彈性體加合物，所述加合物的形成方法，以及用所述加合物形成的材料和制品。
背景技術(shù)：
多年以來，人們一直關(guān)注工業(yè)、尤其是運輸工業(yè)中用于給制造品如機動車輛提供例如粘接、密封、阻擋、聲衰減、增強及其結(jié)合等功能的材料的開發(fā)。因此，工業(yè)上已經(jīng)開發(fā)了多種用于提供這些功能的材料。在對繼續(xù)進行這種創(chuàng)新的關(guān)注下，本發(fā)明提供了一種環(huán)氧/彈性體加合物，所述加合物的形成方法，以及由所述加合物形成的一種或多種材料和制品。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明提供一種環(huán)氧/彈性體加合物。所述加合物尤其適合摻入用于粘接、增強、密封、阻擋等的材料中。除了所述加合物外，這些材料還典型地包括一種或多種下述成分填料、環(huán)氧樹脂、彈性體組分、固化劑、發(fā)泡劑等。在一示例性優(yōu)選實施方案中，所述加合物用來形成具有粘接特性的粘合劑材料，所述粘接特性對所施用的粘合劑的粘合層尺寸(例如厚度)相對不敏感。
發(fā)明詳述本發(fā)明公開了一種改進的環(huán)氧/彈性體加合物，形成所述加合物的方法，以及摻入了所述加合物的材料和制品。所述加合物(其單獨或者作為另一種材料的一部分)優(yōu)選有助于在結(jié)構(gòu)體的空穴內(nèi)或結(jié)構(gòu)體的表面上、或者給制造品(如機動車輛)的一個或多個結(jié)構(gòu)構(gòu)件(例如，機身段或結(jié)構(gòu)構(gòu)件件)提供結(jié)構(gòu)性增強、粘接、密封、聲衰減特性或者其結(jié)合。
所述加合物優(yōu)選包括(a)至少約10重量％或更低和多達約90重量％或更高的環(huán)氧組分，其優(yōu)選以環(huán)氧樹脂形式提供；(b)至少約5重量％或更低和多達約60重量％或更高的彈性體組分，其優(yōu)選以固體形式提供；和(c)非必需地，一種或多種添加劑。
環(huán)氧組分可以固體(例如球粒、塊、片等形式)、液體或者其結(jié)合的形式提供。盡管并不要求，但優(yōu)選以樹脂形式提供環(huán)氧組分。此處所用的環(huán)氧樹脂意指任何常規(guī)的含有至少一個環(huán)氧官能團的二聚體、寡聚體或者聚合環(huán)氧材料。環(huán)氧樹脂也可以是單一樹脂或者樹脂的混合物。環(huán)氧組分可以是任何含環(huán)氧的材料，優(yōu)選包括一種或多種可通過開環(huán)反應(yīng)聚合的環(huán)氧環(huán)。在優(yōu)選實施方案中，所述加合物包括多達97重量％或更多的環(huán)氧樹脂。更優(yōu)選地，加合物包括約50-90重量％的環(huán)氧樹脂，仍更優(yōu)選包括約70-85重量％的環(huán)氧樹脂。
所述環(huán)氧樹脂可以是脂肪族的、脂環(huán)族的、芳香族的等。該環(huán)氧樹脂可包括可具有α-烯烴的乙烯二元共聚物或三元共聚物。作為二元共聚物或者三元聚合物，該聚合物由兩種或三種不同的單體組成，所述單體即能與相似分子連接的具有高化學反應(yīng)活性的小分子。一種示例性環(huán)氧樹脂可以是酚醛樹脂，其可為線型或其它類型的樹脂。其它優(yōu)選的含環(huán)氧的材料包括雙酚-A表氯醇醚聚合物、固態(tài)雙酚-A環(huán)氧樹脂、環(huán)氧化雙酚F表氯醇醚聚合物、甲氧甲酚或者線型酚醛表氯醇醚聚合物、其結(jié)合等。
環(huán)氧組分優(yōu)選由至少部分或基本上全部為平均分子量相對較低的環(huán)氧樹脂組成。優(yōu)選，環(huán)氧樹脂為雙官能樹脂，和其分子量為約200原子質(zhì)量單位(amu)或更低至約2000amu或更高，更優(yōu)選為約400-1500amu，仍更優(yōu)選為約900-1300amu。環(huán)氧組分或環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當量(EEW)優(yōu)選為約100EEW或更低至1000EEW或更高，更優(yōu)選為約200-750EEW，仍更優(yōu)選為約450-650EEW。對于固體環(huán)氧組分或環(huán)氧樹脂來說，還優(yōu)選其軟化點或軟化溫度為約30℃或更低至約100℃或更高，更優(yōu)選為約45-85℃，仍更優(yōu)選為約65-80℃。
所述彈性體組分可以是任意適合領(lǐng)域公開的彈性體或彈性體的混合物，例如熱固性彈性體。在優(yōu)選的實施方案中，所述加合物包括多達約60重量％或更多的彈性體組分。更優(yōu)選所述加合物包括約10-45重量％，仍更優(yōu)選約15-25重量％的彈性體組分。
示例性彈性體包括但不限于天然橡膠、丁苯橡膠、聚異戊二烯、聚異丁烯、聚丁二烯、異戊二烯-丁二烯共聚物、氯丁橡膠、丁基橡膠、聚硫彈性體、丙烯酸彈性體、丙烯腈彈性體、硅橡膠、聚硅氧烷、聚酯橡膠、二異氰酸酯連接的縮合彈性體、EPDM(乙烯-丙烯二烯橡膠)，氯磺化聚乙烯、氟化烴等。在一實施方案中，采用了回收的輪胎橡膠。根據(jù)一優(yōu)選實施方案，所述彈性體組分部分或基本上全部由腈橡膠(例如丁腈)組成。如果采用這種腈橡膠，則該橡膠優(yōu)選包括約10重量％或更少至約50重量％或更多，更優(yōu)選約20-40重量％，仍更優(yōu)選約25-35重量％的腈。
所述彈性體組分優(yōu)選至少部分或基本上全部由門尼粘度相對較低的彈性體組成。優(yōu)選，在100℃下，彈性體組分的門尼粘度為約10或更低至約50或更高，更優(yōu)選約15-40，仍更優(yōu)選約22-35。在一優(yōu)選實施方案中，彈性體組分包括一個或多個羧基(例如羧酸基團)，例如羧基封端的彈性體。所述彈性體組分也可以包括側(cè)羧基。在這樣的實施方案中，彈性體組分的優(yōu)選羧基含量為約0.005當量/100份橡膠(EPHR)或更少至約0.4EPHR或更多，更優(yōu)選約0.01-0.2EPHR，仍更優(yōu)選約0.05-0.1EPHR。
盡管所述加合物中的兩個主要組分可以是彈性體組分和環(huán)氧組分，但可預期加合物中可包括各種添加劑。例如但不限于撓性劑、流變改性劑、增塑劑、催化劑、抗UV劑、阻燃劑、固化劑、沖擊改性劑、熱穩(wěn)定劑、著色劑、加工助劑、滑潤劑、填料、增強材料(例如碎的或整塊玻璃、陶瓷、芳族聚酸胺纖維或碳纖維)或其結(jié)合等。
填料的例子包括硅石、硅藻土、玻璃、粘土、滑石、顏料、著色劑、玻璃珠或玻璃球、玻璃、碳陶瓷纖維、抗氧化劑等。這些填料，特別是粘土，可有助于可膨脹材料在其流動過程中流平。可用作填料的粘土包括來自高嶺石、伊利石、綠泥石、蒙脫石或海泡石的粘土，這些粘土可經(jīng)過煅燒。適合的填料的例子包括但不限于滑石、蛭石、葉蠟石、鋅蒙脫石、皂石、綠脫石、蒙脫石或其混合物。粘土也可以包括少量的其它成分如碳酸鹽、長石、云母和石英。填料也可以包括氯化銨類如二甲基氯化銨和二甲基芐基氯化銨。
其它的填料包括礦物或石類填料如碳酸鈣、碳酸鈉等。也可預期，可使用硅酸鹽礦物如云母作為填料。另外，也可以采用含金屬的材料如二氧化鈦、鋁材料(如氫氧化鋁)。
當采用填料時，其在加合物中的用量為加合物的0.1-40重量％。優(yōu)選，加合物包含約1-10重量％，更優(yōu)選約2-7重量％的填料。
為示例的目的，表A和表B舉例說明用于形成環(huán)氧/彈性體加合物的兩個示例性配方。

表A

表B
應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，各成分可以被替換、添加到上述配方中或從中去掉。此外，據(jù)預期，上述成分的重量百分比可以變化高達或大于±5％，±10％，±25％或±50％。
可以根據(jù)各種方法完成所述加合物的形成。通常，彈性體組分、環(huán)氧組分和任何添加劑典型地在分批過程中混合，形成基本均勻的混合物形式地加合物。例如，環(huán)氧組分和彈性體組分可以加到混合器(如高剪切混合器)中進行混合，直到加合物以基本上均勻的狀態(tài)形成。優(yōu)選混合溫度在約50℃或更低至約250℃或更高，更優(yōu)選在約70-200℃，仍更優(yōu)選在約90-160℃。之后，使加合物冷卻并固化或者可冷卻并保持為半固態(tài)或液態(tài)。
在一實施方案中，加合物的形成是采用連續(xù)混合的方法，如在擠出機中將加合物的各成分混合。在這類實施方案中，加合物的組分可以沿擠出機的長度方向在不同位置處加入擠出機中。然后，擠出機的一個或多個螺桿典型地旋轉(zhuǎn)，以將加合物的各組分混合。
加合物的形成可以采用各種擠出機，包括但不限于單螺桿擠出機、連續(xù)捏和機、一種或多種類型的多螺桿擠出機，或者其結(jié)合等。多螺桿擠出機包括雙螺桿擠出機或者有三、四或更多螺桿的擠出機。這種擠出機可以包括非互相嚙合螺桿、互相嚙合螺桿、共旋螺桿、反旋螺桿以及其結(jié)合等。擠出機可以自動卸脫的或非自動卸脫的，而且可包括螺桿元件類型和排列的多種可能的構(gòu)造。例如，一種優(yōu)選的雙螺桿擠出機是自動卸脫的、互相嚙合的、共旋雙螺桿擠出機。
擠出機、尤其是雙螺桿擠出機的實際螺桿典型地具有至少約為16∶1的螺桿長度與螺桿直徑比，更典型至少約24∶1，仍更典型至少約32∶1，甚至更典型至少約40∶1。在這些例子中，螺桿直徑典型地為約10-150mm，更典型約15-90mm，仍更典型約20-40mm。用來形成加合物的擠出機沿著所述擠出機典型地具有在40-300℃范圍，更典型在60-200范圍內(nèi)的溫度設(shè)定點，但不必需要求這樣的設(shè)定點(當在本領(lǐng)域中采用該術(shù)語時)。一種期望的擠出機的例子是以商品名CT-25銷售并可商購于B&P Process Equipment and Systems，Saginaw，MI的具有多筒段的雙螺桿擠出機。
為形成環(huán)氧彈性體加合物，將加合物的各成分加入到具有適合接收這些成分的開口的擠出機的一個或多個輸入位置(如第一端)。之后使擠出機的一個或多個螺桿旋轉(zhuǎn)，并將各成分朝擠出機的一個或多個輸出位置(如與第一端相對的第二端)移動，同時將各組分共混合并優(yōu)選升高各成的溫度，從而形成加合物。作為例子，擠出機優(yōu)選使各成分、加合物或者這二者暴露于典型地為50-1250rpm，更典型約250-900rpm，仍更典型約500-750rpm的螺桿速度。
在各成分經(jīng)過擠出機的運行過程中，希望將各成分脫氣(如在約-20in.Hg±50％)，尤其是在鄰近所述一個或多個輸出位置的位置處，其中在輸出位置各成分已經(jīng)基本上或者完全形成了環(huán)氧/彈性體加合物。在所述的一個或多個輸出位置，加合物典型地通過模頭加入，但并不要求這樣。
據(jù)預期，在混合過程中所述彈性體組分可僅略微不與環(huán)氧組分反應(yīng)。但是，優(yōu)選彈性體組分至少部分與環(huán)氧組分反應(yīng)以形成一種或多種反應(yīng)產(chǎn)物作為加合物的至少一部分。根據(jù)一優(yōu)選實施方案，其中所述彈性體組分包括一個或多個羧基(例如羧酸基團)，在混合過程中羧基將典型地與環(huán)氧組分的環(huán)氧環(huán)反應(yīng)，形成反應(yīng)產(chǎn)物如酯。如果加合物在擠出機中形成，則從擠出機中排出時，其在表觀剪切速率為4001/s和100℃下的毛細管粘度典型地大于約500Pa·s或更低，更典型大于約800Pa·s，仍更典型大于約1000Pa·s，甚至更典型大于約1200Pa·s，以確保這樣的反應(yīng)已基本完成。
為提高反應(yīng)速率，可理想地在混合過程中升高溫度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，約120℃或更高，更優(yōu)選約140℃或更高，仍更優(yōu)選約150℃或更高的混合溫度可以顯著提高彈性體組分和環(huán)氧組分之間的反應(yīng)速率。作為替代，為加速反應(yīng)速率，可以優(yōu)選在混合過程中采用催化劑。使用催化劑時，加合物優(yōu)選包括約0.001重量％或更低至約5.0重量％或更高，更優(yōu)選約0.01-3.0重量％，仍更優(yōu)選約0.05-1.0重量％的催化劑。盡管預期任何合適的催化劑都可以使用，但優(yōu)選的示例性催化劑包括膦(例如三苯基膦)，胺，咪唑，鏻，碘化物(例如乙基三苯基碘化鏻)，金屬催化劑，其結(jié)合等。
加合物的最終性能如粘度、EEW以及未反應(yīng)組分(如羧基或環(huán)氧烷基團)的量可以變化并典型地取決于各種因素如反應(yīng)速率、反應(yīng)時間和溫度、反應(yīng)程度等?？梢酝ㄟ^使用具有相應(yīng)較高或較低分子量和/或較高或較低EEW的環(huán)氧組分(例如環(huán)氧樹脂)來增加或者降低加合物的粘度和EEW。也可以預期，至少部分或大部分環(huán)氧組分可以是液態(tài)或固態(tài)多官能環(huán)氧樹脂。為確定加合物內(nèi)的反應(yīng)程度，理想的是可采用化學成分測定設(shè)備或方法如紅外光譜等來測試樣品。
所述加合物的理想性能典型地取決于其最終用途。在優(yōu)選實施方案中，在溫度為100℃和剪切速率為400S-1的條件下所述加合物的粘度為約100Pa·s或更低至1500Pa·s或更高，更優(yōu)選約300-1200Pa·s，仍更優(yōu)選約500-900Pa·s。
為使加合物具有更長的保存期限，未反應(yīng)組分(例如未反應(yīng)的羧基)的量典型地保持在最小。但是，據(jù)預期，對于某些應(yīng)用，希望未反應(yīng)的組分含量大一些。根據(jù)一優(yōu)選實施方案，為有助于加合物內(nèi)任何反應(yīng)的完成，可以加入活性添加劑。例如，為降低環(huán)氧組分、彈性體組分或二者的交聯(lián)，可采用用于封閉彈性體組分的羧基的活性添加劑。優(yōu)選的活性添加劑具有相對低的粘度、低官能度(例如小于2并且更優(yōu)選小于1.3)或者兩項兼具。示例性活性添加劑包括但不限于苯酚或甲酚的縮水甘油醚。
當使用時，所述活性添加劑可選自多種材料。在一優(yōu)選實施方案中，活性添加劑是反應(yīng)稀釋劑，該稀釋劑可以是聚合的或非聚合的，脂肪族的或芳香族的，并且優(yōu)選包括一個或多個相關(guān)環(huán)氧基(例如可以是單官能的或多官能的環(huán)氧)。優(yōu)選，活性添加劑具有相對低的粘度。在溫度為25℃下，優(yōu)選的活性添加劑的粘度小于25,000厘泊或更高，更優(yōu)選約3-100厘泊，更優(yōu)選約5-10厘泊。當使用活性添加劑時，其在加合物中存在的量為加合物的約0.001重量％或更低至約10重量％或更高，更優(yōu)選約0.1-5重量％，仍更優(yōu)選約1-3重量％。
有利地，據(jù)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的加合物可以相對高粘度的熔融體形式形成，而無需任何大量溶劑(例如，大量是指溶劑在加合物中大于約2重量％)或者根本不需任何溶劑。因此，以較低的成本、較少的揮發(fā)物放出或者其結(jié)合等，形成和加工所述加合物。還發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明形成的加合物仍可以包括相對較高含量的固態(tài)彈性體，而不需任何大量溶劑或者根本無需溶劑。例如，加合物可包含大于約15重量％的固態(tài)彈性體，更優(yōu)選大于20重量％，仍更優(yōu)選大于約30重量％或者40重量％。
含有所述加合物的材料據(jù)預期，所述加合物可以單獨使用。但是優(yōu)選將加合物摻入到可用于結(jié)構(gòu)增強、粘接、密封、聲阻擋性能或其結(jié)合的材料中。在一優(yōu)選實施方案中，將所述加合物用于熱活化的材料中，所述熱活化的材料可以是結(jié)構(gòu)粘合劑，如2002年4月1日申請的題目為“可膨脹材料”的美國臨時專利申請60/369,001中描述的可膨脹材料，和通過參考將該專利文獻引入本文。
所述加合物也可以與具有高壓縮強度和剪切強度的增強材料混合或摻入其中。所述材料通常可以是干燥至可接觸(如不發(fā)粘的)或發(fā)粘的，并能以期望的任何形式、布置或厚度置于元件的表面上，但優(yōu)選具有基本均勻的厚度。一種示例性的可膨脹材料是可得自L&LProducts，Inc.of Romeo，Michigan的L-5204結(jié)構(gòu)泡沫體。
所述加合物也可以包括在熱活化的材料如可膨脹塑料中。特別優(yōu)選的材料是環(huán)氧基結(jié)構(gòu)泡沫體。例如但不限于，此結(jié)構(gòu)泡沫體可以是環(huán)氧基材料，包括可具有α-烯烴的乙烯二元共聚物或三元共聚物。作為二元共聚物或者三元共聚物，所述聚合物由兩種或三種不同的單體組成，所述單體即能與相似分子連接的具有高化學反應(yīng)活性的小分子。
所述加合物可以摻入到許多環(huán)氧基泡沫體、粘合劑材料或者其結(jié)合物中。典型的泡沫體、粘合劑等包括聚合物基材料，如在此公開的材料，環(huán)氧樹脂或乙烯基聚合物，當這些材料與適當?shù)某煞?主要是發(fā)泡劑和固化劑)配合時，一旦施加熱量或發(fā)生特定的環(huán)境條件，這些材料就以可靠及可預期的方式進行膨脹、固化或進行這二者。從化學觀點出發(fā)，對于熱活化的材料，所述泡沫體或粘合劑通常在固化前首先被加工作為可流動的熱塑性材料。材料在固化時會交聯(lián)，這使得所述材料基本上不能再流動。
優(yōu)選的泡沫體或粘合劑的例子是環(huán)氧基材料，其可從L&LProducts，Inc.of Romeo，Michigan以商標L5206，L5207，L5208，L5209，XP321，XP8100和XP721商購。所述優(yōu)選的泡沫體或粘合劑材料相對于現(xiàn)有技術(shù)材料的一個優(yōu)勢是可以采用幾種方式進行加工。該優(yōu)選的材料可以通過注塑成型、擠壓成型或者用小型涂布機(如小型擠出機)進行加工。這樣能夠形成和產(chǎn)生超過大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)材料的性能的部件設(shè)計。
所述加合物也可以摻入到其它多種材料中。優(yōu)選地，所選取的材料為熱活化的或者受其它環(huán)境條件(如濕度、壓力、時間等)活化的材料，和針對選定的用途將此材料在適當?shù)臈l件下以可預期和可靠的方式進行固化。該申請的受讓人于1999年3月8日申請的美國專利6,131,897中公開的一種此類材料是環(huán)氧基樹脂，其教導在此通過參考引入。一些其它可能的材料包括但不限于具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚烯烴材料、帶有至少一種單體類型的α-烯烴的二元共聚物和三元共聚物、苯酚/甲醛材料、苯氧基材料以及聚氨酯材料。另參見美國專利5,766,719；5,755,486；5,575,526；和5,932,680(通過參考將其引入)。
在摻有所述加合物的熱活化的材料、熱膨脹材料的應(yīng)用中，與選擇和配制材料有關(guān)的一個重要考慮是材料將發(fā)生反應(yīng)或膨脹以及可能的固化的溫度。例如，在大多數(shù)應(yīng)用中，在生產(chǎn)線環(huán)境下，不希望材料在室溫或環(huán)境溫度下反應(yīng)，如在汽車裝配廠遇到的那些情況。更典型地，當所述材料與汽車組件一起在高溫下或在較高外加能量水平下進行加工時(例如，在噴漆準備步驟中)，希望材料在較高的加工溫度下變得具有反應(yīng)活性。而汽車裝配操作中遇到的溫度范圍約是148.89-204.44℃(約300-400)，車身和噴漆車間的溫度一般是93.33℃(約200)或稍高。如果需要，可以在所述材料中加入發(fā)泡活化劑以引起在上述溫度范圍以外的不同溫度下膨脹。
其它適合包含所述加合物的可能材料是聚烯烴材料、帶有至少一種單體類型的α-烯烴的二元共聚物和三元共聚物、苯酚/甲醛材料、苯氧基材料和聚氨酯。另參見美國專利5,266,133；5,766,719；5,755,486；5,575,526；5,932,680；和WO 00/27920(PCT/US 99/24795)(通過參考將所有這些專利文獻引入)。通常，所得材料的期望特性包括相對高的玻璃化轉(zhuǎn)變點(例如，高于典型的環(huán)境溫度)，良好的粘接耐久性。以此方式，該材料通常不會干擾汽車制造商采用的材料體系。另外，所述材料將能耐受車輛制造中典型遇到的加工條件，如電泳涂底漆、清洗、脫脂和其它涂裝工藝以及在最終車輛組裝中遇到的噴漆操作。
據(jù)預期，所述加合物可以包含在以膠囊化或部分膠囊化形式提供的材料中，所述膠囊化或部分膠囊化形式可包括包含可膨脹發(fā)泡性材料、包封或部分包封在粘合劑外殼中底的小球。在共同擁有的待審美國專利申請09/524,298(可膨脹預制塞)中公開了這一體系的實例，在此通過參考將其引入。另據(jù)預期，所述加合物可摻入到雙組分體系中如環(huán)氧/胺體系或環(huán)氧/酸體系中，其中聚合物或環(huán)氧在添加固化劑(如胺或酸)時活化、膨脹和/或固化。
有利地，含有所述加合物的可膨脹粘合劑材料具有高于1500psi，更優(yōu)選高于1700psi的改進的搭接剪切強度。這種粘合劑材料的剝離強度高于45lbs/in，更優(yōu)選高于65lbs/in，仍更優(yōu)選高于75lbs/in。此外，這種粘合劑材料的性能(如強度或粘結(jié)力)對所用粘合劑材料的粘合層的尺寸(如厚度)的敏感度降低。這種特性(如強度)敏感度的缺乏已經(jīng)通過可膨脹或發(fā)泡性材料表現(xiàn)出來，所述材料膨脹到為其原始未膨脹體積的至少120％的體積，甚至膨脹到為其原始未膨脹體積的至少140％或至少170％的體積。
為了示例性目的，下表C示出了形成環(huán)氧/彈性體加合物的示例性配方。
表C

應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，上述配方中的各個成分可以替換、添加或者去掉。此外，據(jù)預期，上述成分的重量百分比可以變化高達或高于±5％、±10％、±25％或±50％(例如，30重量％環(huán)氧樹脂±5％就是25％-35％)。
所述加合物的一種優(yōu)勢是當其是在無溶劑的情況下制得時也可以摻入到上述討論的材料之一中，而在與所述材料或加合物混合時無需使用任何大量溶劑或者根本不需要溶劑。例如，所述材料的成分可以在分批過程或擠出機中混合，而不使用任何溶劑。當然，在某些實施方案中，如果希望，也可以采用溶劑。
制品據(jù)預期，所述加合物可以單獨、作為部分或另一種材料等施用到制造品上。作為另一種替代，所述加合物或包含所述加合物的材料可以施用到載體或中間元件上，隨后將所述材料和載體施用到制造品上。如前所述，可以使用所述加合物或含有所述加合物材料的的預制形式，如通過擠出片材或帶(具有平的或等高表面)而制成的那些，然后按照符合所選結(jié)構(gòu)、元件或表面的預定構(gòu)型進行沖切，并將其施用到其中。
在一實施方案中，將根據(jù)本發(fā)明形成的加合物摻入到密封材料中，和將此密封材料施用到制造品如機動車輛上。優(yōu)選，將所述密封材料施用到兩個部分或元件的交叉處(例如，面板或元件的重疊部位，面板或元件的鄰接部位，或者其結(jié)合等)。也可以優(yōu)選將所述密封材料施用到制造品的開孔、洞、穴等處。作為例子，可將所述密封材料施用到形成機動車輛棚頂溝的面板的重疊部分。在另一實施方案中，將所述加合物摻入到粘合劑材料中，所述粘合劑材料用來輔助將第一元件或組件連接到第二元件或組件。
可采用本發(fā)明技術(shù)的其它應(yīng)用或者以含所述加合物材料的形式進行使用的其它應(yīng)用包括在美國專利6,358,584；6,311,452；6,296,298中公開的那些類型，在此通過參考引入這些專利文獻。因此，本發(fā)明所述的材料可以施用到載體，如模制的、擠壓成的或沖壓成的部件(例如，金屬的或塑料的，發(fā)泡的或非發(fā)泡的)上；其中示例性的材料包括鋁、鎂、鈦、鋼、聚酰胺(例如，尼龍6或尼龍6，6)、聚砜、熱塑性酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚砜或其混合物。此外，摻雜有所述加合物的材料可以施用到面板上作為增強修補，其中所述材料上例如可以層疊有玻璃纖維(例如，無捻粗紗布)。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方案已經(jīng)被公開。但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會意識到，在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)會出現(xiàn)某種修改。因此，應(yīng)該研究以下權(quán)利要求以確定本發(fā)明的真實范圍和發(fā)明內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種材料，用于給制造品提供阻擋、密封、粘接或增強作用，該材料包含環(huán)氧/彈性體加合物，所述加合物包括至少部分地與彈性體反應(yīng)的環(huán)氧組分，其中所述彈性體包括丁腈橡膠；環(huán)氧樹脂；和固化劑。
2.權(quán)利要求1所述的材料，其中環(huán)氧樹脂是標準液態(tài)環(huán)氧樹脂。
3.權(quán)利要求1或2所述的材料，其進一步包含填料，所述填料是碳酸鈣。
4.權(quán)利要求1，2或3所述的材料，其進一步包含發(fā)泡劑，其中所述發(fā)泡劑包括偶氮二酰胺。
5.權(quán)利要求1、2、3或4所述的材料，其進一步包含彈性體材料，所述的彈性體材料是羧基封端的腈橡膠。
6.權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的材料，其中所述環(huán)氧/彈性體加合物包括催化劑，所述催化劑是膦。
7.權(quán)利要求6所述的材料，其中所述膦是三苯基膦。
8.權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的材料，其中所述材料是搭接剪切強度為至少1500psi的粘合劑材料。
9.權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的材料，其中所述材料是剝離強度大于45lb/in的粘合劑材料。
10.權(quán)利要求1～9任一項所述的材料，其中所述環(huán)氧/彈性體加合物的環(huán)氧組分的環(huán)氧當量為約100-1000EEW。
11.權(quán)利要求1～10任一項所述的材料，其中i.所述材料是為機動車輛提供粘接的可膨脹結(jié)構(gòu)粘合劑；ii.以酚醛樹脂形式提供所述環(huán)氧組分；iii.在約100℃溫度和400s-1的剪切速率下，所述加合物的粘度為至少500Pa·s；iv.所述環(huán)氧樹脂為所述材料的20-40重量％；v.所述材料膨脹到為其原始未膨脹體積的至少140％的體積，并且所述可膨脹材料具有對粘合劑層尺寸相對不敏感的粘合性能。
12.權(quán)利要求1～11任一項所述的材料，其中i.所述環(huán)氧組分為加合物的約70-85重量％；ii.以酚醛樹脂形式提供所述環(huán)氧組分，其中所述酚醛樹脂包括雙酚A表氯醇醚聚合物或固態(tài)雙酚A環(huán)氧樹脂中的至少一種；iii.所述環(huán)氧組分的分子量為約900-1300amu，環(huán)氧當量為約100EEW g/mol至1000EEW，和軟化點為約65-75℃；iv.所述彈性體為加合物的約15-35重量％；v.所述彈性體的羧基含量為約0.05-0.1當量/100份橡膠；vi.所述加合物包括反應(yīng)稀釋劑；vii.在約100℃溫度和400s-1的剪切速率下，所述加合物的粘度為至少約600Pa·s；和viii.所述環(huán)氧樹脂為所述材料的約25-35重量％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)氧/彈性體加合物，形成所述加合物的方法，以及摻有這種加合物的材料合制品。所述加合物優(yōu)選包括多達約60重量％的彈性體組分，多達約90重量％的環(huán)氧組分，和非必需的一種或多種添加劑。
文檔編號C08G59/42GK1756784SQ200480005803
公開日2006年4月5日 申請日期2004年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月4日
發(fā)明者M·J·扎普里克, C·哈博, D·卡爾森, C·克梅洛夫斯基 申請人:L&L產(chǎn)品公司