如玻璃、二氧化娃、陶瓷(包括溶膠凝膠衍生的)或氧化錯(cuò)。
[0069] 優(yōu)選對(duì)所述填料加W選擇,使得它們讓所述經(jīng)固化的組合物得到有利密度而不犧 牲其壓縮強(qiáng)度??胀?、無機(jī)微球表現(xiàn)出小于0. 5g/cm3,更優(yōu)選地在0. 12與0. 42g/cm3之間的 密度。填料可具有通常小于500μπκ或在10與lOOym之間的平均粒度(數(shù)均)。優(yōu)選的空 屯、無機(jī)微球包括玻璃微球,其可例如W商品名GlassbubblesD32或ScotchliteD32/4500 購自3M公司。
[0070] 未膨脹的有機(jī)空屯、微球填料可例如W商品名"Expancerf"得自阿克蘇諾貝爾 公司(AkzoNobel)。未膨脹的有機(jī)空屯、微球有時(shí)也稱為可膨脹的有機(jī)微氣球,其也可例 如W商品名MICR0PEA化得自德國漢堡的萊曼和沃斯公司(LehmannandVoss,化amburg, Germany))。預(yù)膨脹的有機(jī)空屯、微球可例如W商品名DUALITE從德國漢堡的萊曼和沃斯公 司(Xehmann&Voss,化amburg,Ge;rmany))商購獲得。
[0071] 優(yōu)選對(duì)用于可固化組合物中的填料的濃度和性質(zhì)加W選擇,使得經(jīng)固化的組合物 的密度小于Ig/cm3,更優(yōu)選小于0. 9g/cm3,并且最優(yōu)選介于0. 5和0. 8g/cm3之間,例如介于 0. 6 和 0. 7g/cm3之間。
[0072] 附燃劑:
[0073] 本發(fā)明的前體和經(jīng)固化的組合物還可包含阻燃劑或含有若干阻燃劑的體系。例子 包括選自堿±金屬氨氧化物、侶族氨氧化物W及含憐材料(憐酸鹽和亞麟酸鹽,包括它們 的組合)的化合物。堿±金屬氨氧化物和侶族氨氧化物通常用作抑煙劑。特別優(yōu)選的化合 物包括Ξ水合侶(=Ξ水合氧化侶,有時(shí)也稱為氨氧化侶)和氨氧化儀。
[0074] 含憐材料可為元素紅憐或者嵌入或膠囊包封的憐。憐酸鹽的例子包括但不限于Ξ 聚氯胺憐酸鹽、二Ξ聚氯胺憐酸鹽、Ξ聚氯胺焦憐酸鹽和無機(jī)亞麟酸鹽,諸如亞麟酸侶。優(yōu) 選元素紅憐和無機(jī)亞麟酸鹽。
[0075] 所述阻燃體系還可包含任選的含棚材料,諸如選自偏棚酸領(lǐng)、偏棚酸巧、偏棚酸鋒 和它們的混合物的那些。
[0076] 基于組合物總體的重量計(jì),前體和經(jīng)固化的組合物通常包含約5最多至約50重 量%,優(yōu)選10至25重量%的阻燃劑。
[0077] 可加入反應(yīng)性稀釋劑和觸變劑W控制可固化組合物的流動(dòng)特性。
[0078] 觸變劑在本領(lǐng)域中是已知的并且通常是具有小于50nm數(shù)均粒度的顆粒物質(zhì)。優(yōu) 選的觸變劑包括熱解法二氧化娃。觸變劑可W商品名C油-0-Sil從德國Schwa化achim Taunus的卡博特公司(Cabot)商購獲得,或W商品名Aerosil從德國法蘭克福的德固賽贏 創(chuàng)公司(DegussaEvonikGmbH)商購獲得。
[0079] 可加入反應(yīng)性稀釋劑W降低粘度并改善組合物的流動(dòng)性。典型的例子包括優(yōu)選在 末端位置包含一個(gè)或兩個(gè)環(huán)氧基團(tuán)的單體環(huán)氧化物。優(yōu)選地,反應(yīng)性稀釋劑具有飽和或不 飽和的環(huán)狀主鏈。優(yōu)選的反應(yīng)性末端環(huán)氧化物為縮水甘油酸。合適的稀釋劑的例子包括間 苯二酪的二縮水甘油酸、環(huán)己燒二甲醇的二縮水甘油酸W及新戊二醇的二縮水甘油酸。
[0080] 另外的材料包括潤濕劑,該潤濕劑優(yōu)選選自鐵酸鹽、硅烷、錯(cuò)酸鹽、錯(cuò)侶酸鹽、憐酸 醋和它們的混合物。潤濕劑改善了組合物的可混合性和可加工性,并且還可促進(jìn)組合物 在基底上的分散。特別可用的潤濕劑可作為CoatexD0-UP化從法國吉奈的高帝斯公司 (Coatex,Gene,化ance)商購獲得。基于組合物總體的重量計(jì),包含一種或多種潤濕劑的潤 濕劑組分的濃度通常低于6重量%,更優(yōu)選不超過5重量%。
[0081] 顏料可包括無機(jī)顏料或有機(jī)顏料,包括氧化鐵、磚灰、炭黑、二氧化鐵等等。
[0082] 所述組合物還可包含增初劑。增初劑為不同于環(huán)氧樹脂的聚合物,運(yùn)類聚合物相 比于不包含它們(在運(yùn)種比較研究中,量的差異由環(huán)氧樹脂來彌補(bǔ))、但在別的方面進(jìn)行 同樣處理的相同組合物,能夠增加經(jīng)固化的環(huán)氧樹脂的初性。典型的增初劑包括,例如, 忍-殼聚合物或液體下二締-臘橡膠。本公開的一些實(shí)施例不包含任何增初劑。
[0083] 制備
[0084] 本發(fā)明的可固化組合物可易于通過多種技術(shù)制得。例如,可在環(huán)境條件下將各種 組分加入合適的混合容器(諸如Mogul混合器)中。優(yōu)選冷卻所述容器W防止在制備過程 中各組分的反應(yīng),并有利于去除在制造過程中產(chǎn)生的任何熱量。優(yōu)選地,將可固化組合物 (在本文也稱為"前體")在小于35°C的溫度下混合。另外,慢混合速度通常用于幫助防止 混合器中的熱量積聚。持續(xù)混合直至各組分形成均勻混合物,之后從混合器中移出所述前 體。
[0085] 在兩組分組合物的情況下,含環(huán)氧樹脂的部分可如上所述制備,固化劑除外。如果 必要的話,通過將固化劑與任何其他成分混合來單獨(dú)制備固化劑組分。在使用之前將兩個(gè) 部分混合。
[0086] 優(yōu)選地,本文提供的可固化組合物為可擠出的糊劑。優(yōu)選地,其不是粉末形式。在 典型的實(shí)施例中,可擠出的糊劑具有如下文測(cè)試部分中所述測(cè)得的至少50g/minW下的初 始擠出速率。更優(yōu)選地,初始擠出速率為50g/min最多至300g/min。在許多實(shí)施例中,可固 化組合物表現(xiàn)出在環(huán)境溫度下隨時(shí)間推移的粘度緩慢增長。通常,可固化組合物可通過累 或其他常規(guī)的施涂設(shè)備進(jìn)行處理。
[0087] 有利地,可固化組合物表現(xiàn)出良好的放熱效果。有利地,材料表現(xiàn)出良好的機(jī)械特 性,例如,高壓縮強(qiáng)度。在一些實(shí)施例中,經(jīng)固化的組合物具有在室溫(20°C)下大于30MPa W及在80°C下大于20MPa的壓縮強(qiáng)度。
[0088] 在一些實(shí)施例中,經(jīng)固化的組合物具有小于0.8g/cm3的密度,例如介于0.6和 0. 7g/cm3之間的密度。
[0089] 在一些實(shí)施例中,前體為單組分組合物,即與兩組分組合物(其中硬化組分保持 與環(huán)氧樹脂分離直至使用組合物為止)相比,它們已包含硬化劑組分。本發(fā)明的單組分前 體優(yōu)選在室溫下顯示良好的儲(chǔ)存壽命。單組分組合物含有活性體系,因此優(yōu)選保持在低溫 下來儲(chǔ)存。本文所指的在室溫下的儲(chǔ)存壽命,可通過測(cè)量從制備組合物起,或從其在已被保 持于-18Γ之后達(dá)到室溫(2(TC)之時(shí)起,直至組合物變稠使得其變得更難W或不可能擠出 為止的時(shí)間來確定。慢速的增稠是可接受的。如果在室溫下儲(chǔ)存5天之后組合物的擠出速 率(如根據(jù)下文所述的方法測(cè)得)大于60g/min,則認(rèn)為該組合物在室溫下具有良好的儲(chǔ)存 壽命。單組分組合物包含硬化體系,該體系包含如上所述的基于酸酢的固化劑作為主要組 分。在優(yōu)選的實(shí)施例中,單組分組合物包含至少一種基于酸酢的固化劑和至少一種輔助固 化劑,優(yōu)選胺固化劑。
[0090] 可固化組合物可被施加到多種基底,諸如例如金屬(例如,侶、侶合金、鐵或不誘 鋼)W及其他基底,所述其他基底包括例如玻璃、棚、碳、Kevlar纖維、環(huán)氧樹脂、酪醒樹脂、 氯酸醋和聚醋基質(zhì)。通常,運(yùn)種基底為蜂窩狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格。
[0091] 可固化組合物可例如作為薄涂層進(jìn)行施加,但優(yōu)選用于龐大制品的制備,所述制 品例如為蜂窩狀結(jié)構(gòu)。運(yùn)種蜂窩狀結(jié)構(gòu)可用于構(gòu)建底板或壁板,具體地為船只或飛行器或 建筑物中使用的內(nèi)壁。通常,蜂窩狀結(jié)構(gòu)為包含兩個(gè)相同或不同外層的夾屯、復(fù)合材料的內(nèi) 層,該外層覆蓋至少部分W及優(yōu)選覆蓋全部蜂窩狀結(jié)構(gòu)的頂部和底部表面。
[0092] 可固化組合物通常施加于基底并隨后進(jìn)行固化,優(yōu)選通過熱固化??墒褂檬┘?糊劑的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備來施加組合物,例如累、手持式擠出槍或適于注入糊劑的其他注入設(shè)備如 注射器。根據(jù)具體應(yīng)用W及根據(jù)所用的固化體系,固化條件可有很大變化。在一些實(shí)施例 中,固化體系包含基于酸酢的主要固化劑,并且固化溫度通常在80和18(TC之間,優(yōu)選在 175°C。固化時(shí)間通常在15和180分鐘之間,優(yōu)選為2小時(shí)。優(yōu)選地,組合物可在175°C下 經(jīng)歷120分鐘的固化時(shí)間之后完全固化。
[0093] 在一些實(shí)施例中,可制備出可固化環(huán)氧基組合物,該組合物表現(xiàn)出良好的可加工 性,并且不僅表現(xiàn)出有利的初始粘度(例如,根據(jù)初始擠出速率進(jìn)行評(píng)估),還表現(xiàn)出粘度 隨時(shí)間推移的低增長(例如,根據(jù)初始擠出速率和分別在3天或5天之后的擠出速率進(jìn)行 評(píng)估,如下文方法中所述)。
[0094] 在一些實(shí)施例中,可制備出可固化環(huán)氧基組合物,該組合物在固化時(shí)表現(xiàn)出低放 熱性(例如,按下文所述的方法根據(jù)固化反應(yīng)過程中的最大放熱峰進(jìn)行評(píng)估)。如果組合物 的放熱性小于60°C,優(yōu)選小于55°C,則認(rèn)為該組合物具有低放熱性。
[0095] 可制備出可通過固化相應(yīng)的可固化前體組合物而獲得的環(huán)氧基組合物,該組合物 表現(xiàn)出例如根據(jù)壓縮強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估的有利機(jī)械特性。具體而言,所述經(jīng)固化的組合物不僅 在室溫下,而且在高溫下具有良好的壓縮強(qiáng)度。通過使用上述成分,可制備出具有一個(gè)或多 個(gè)或所有如下特性的組合物:
[0096]a)如下文方法部分中所述測(cè)得的初始擠出速率為50g/min至約300g/min的可固 化組合物;
[0097]b)如下文方法部分中所述測(cè)得的在室溫下儲(chǔ)存3天之后的初始擠出速率為約 50g/min最多至約200g/min,在室溫下儲(chǔ)存5天之后的初始擠出速率為約50g/min最多至 150g/min的可固化組合物;
[0098]C)如下文方法部分中所述測(cè)得的放熱峰小于60°C的可固化組合物;
[0099]d)當(dāng)固化時(shí)在23°C下壓縮強(qiáng)度為至少25MPa的可固化組合物。
[0100]e)當(dāng)固化時(shí)在80°C下壓縮強(qiáng)度為至少20MPa的可固化組合物。
[010。f)當(dāng)固化時(shí)在23°C下壓縮強(qiáng)度為至少40MPa的可固化組合物。
[0102]g)具有特性a)和b),或a)、b)和C),或a)、b)、C)和d),或a)、b)、C)、d)和e), 或a)、b)、c)、d)、e)、f)和g)的可固化組合物。
[0103] 在一些實(shí)施例中,可制備出還含有如上所述的阻燃體系的可固化組合物,該組合 物在固化時(shí)表現(xiàn)出小于150mm的燃燒長度,小于15秒的余焰時(shí)間,小于3秒的在60秒時(shí)在 垂直本生燈上的余焰滴落,如根據(jù)下文所述的方法所測(cè)得。
[0104] 此外,可制備出還含有如上所述的阻燃體系的可固化組合物,該組合物當(dāng)固化時(shí) 表現(xiàn)出小于200的光學(xué)煙密度,如根據(jù)下文所述的方法所測(cè)得。
[0105] 所述前體組合物W運(yùn)樣的量含有上述成分,該量使得在固化時(shí)將獲得所需的化學(xué) 和機(jī)械特性。
[0106] 在典型的實(shí)施例中,前體組合物包含約10至70重量%的環(huán)氧樹脂,約1至55重 量%的環(huán)氧化物硬化劑體系,該體系優(yōu)選包含基于酸酢的硬化劑,0. 5至5重量%的低分子 量多環(huán)氧化合物,W及任選地,約5至50重量%的阻燃體系,W及任選地,約10至60重量% 的能夠降低組合物重量的填料,其中重量百分比是基于組合物的總量計(jì)的,并且重量百分 比的總量為100%。
[0107] 可固化組合物尤其可用作蜂窩狀結(jié)構(gòu)的忍填料,具體地為飛行器中使用的蜂窩結(jié) 構(gòu)W及具體地為飛行器的內(nèi)