自粘合弹性体组合物的制作方法_2

文档序号:9308012阅读:来源:国知局
可交联弹性体组合物的方法,其特征在于,其包 括将两亲共聚物化)结合到弹性体组合物(a)中的步骤。结合步骤优选在40-6(TC,具体是 50°C的溫度下进行。
[0040] 优选地,在结合了根据本发明的弹性体组合物的其他组分之后结合两亲共聚物 化),优选采用内部混合器或者开放混合器。
[0041] 优选地,使用开放混合器进行结合。
[0042] 本发明还设及交联的弹性体组合物,其通过根据本发明的可交联的弹性体组合 物的交联(优选通过过氧化物的方式)获得。
[0043] 本发明还设及生产根据本发明的交联的弹性体组合物的方法,其特征在于,其包 括W下步骤:通过交联体系的方式,优选在ll〇-160°C的溫度下,更优选在压力和真空下, 对可交联的弹性体组合物进行交联。在一个具体的实施方式中,根据本发明的方法包括W 下步骤:在交联步骤之前,使得根据本发明的弹性体组合物与极性或非极性(优选极性)加 工膜或织物接触。优选地,与加工膜或织物接触的步骤W及交联步骤是同时的。
[0044] 优选地,交联步骤持续60-300分钟,并且在真空和压力下进行。
[0045] 本发明还设及将根据本发明的交联的弹性体组合物用作复合物材料的热保护和/ 或内密封,和/或与该复合物材料的机械应变相容。
[0046] 因此,虽然在不求助使用粘合底料的情况下直接与复合物粘合,但是根据本发明 的交联的弹性体组合物可W涂覆复合物材料,从而保护其免受高溫(依靠其低扩散性及其 抗腐蚀性)和/或为所述复合物提供内密封,和/或与良好耐老化的机械应变相容。
[0047] 本发明还设及如下组件,其包括:
[0048] -(A)由复合物材料制成的结构,
[0049] -度)由根据本发明的交联的弹性体组合物制成的涂层。
[0050] 优选地,该涂层的厚度至少为1mm,特别是l-200mm。
[0051] 复合物材料由称作基质或加固物的各种相构成。复合物材料具有单独的元素所不 具有的性质。基质提供加固物之间的粘结,从而对机械应力进行分布。使用加固物来提供 复合物的机械性质。
[0052] 复合物材料提供比金属结构更好的性质。他们实现重量的增加,并且W较小的复 合物厚度抵抗较高的压力。
[0053] 优选地,复合物材料(A)的基质选择:环氧化物、酪类或双马来酷亚胺树脂。其优 选是环氧树脂。甚至更优选地,树脂由双酪A二缩水甘油酸制成。
[0054] 优选地,加固物由凯夫拉尔纤维、玻璃纤维或者碳纤维制成,或者更优选由碳纤维 制成,因为它们具有更好的机械强度。
[0055] 因此,优选地,复合物材料(A)的基质是环氧树脂,加固物由碳纤维制成。
[0056] 在本发明的一个【具体实施方式】中,复合物材料的基质在其交联前包含交联剂。优 选地,在环氧树脂的情况下,该交联剂由聚胺单体构成,例如,=亚乙基四胺、酷胺、环脂族 交联剂、咪挫、聚硫醇试剂、芳族或脂族胺类还有酸酢。优选地,其是芳族胺类,具体是二乙 基甲苯二胺值ETDA)。由复合物材料制造的结构的生产是本领域技术人员众所周知的。
[0057] 因此,优选地,根据本发明的组件在复合物材料(A)制造的结构与弹性体组合物 度)的涂层之间不包含粘合剂或粘合底料。因此,根据本发明的交联的弹性体组合物的涂层 可W直接施涂到复合物材料制造的结构。
[0058] 本发明还设及生产根据本发明的组件的方法,其特征在于,其包括W下连续步 骤:
[0059] a)制备根据本发明的可交联的弹性体组合物,优选通过根据本发明的方法的方式 进行制备;
[0060] b)使得步骤a)中获得的根据本发明的弹性体组合物交联,优选通过根据本发明 的方法的方式进行制备;
[0061] C)使得复合物材料与步骤b)中获得的交联的弹性体组合物接触;
[0062] d)通过合适的热循环的方式,使得复合物材料的树脂交联,从而实现交联的弹性 体组合物与复合物材料的树脂之间的自发粘合,优选是在70-130°C的溫度。
[0063] 在复合物材料的树脂的交联过程中,存在于根据本发明的交联的弹性体组合物的 表面的包含马来酸酢基团的极性官能团必须与该树脂相互作用,优选从而形成共价键。
[0064] 具体来说,当树脂是环氧树脂时,官能团是马来酸酢,反应W如下两个步骤进行: 首先在起始步骤中,共聚物的马来酸酢基团必须与R1-0H基团反应,反应如下进行:
[006引起始[0066]
[0067]R1表示Ci-Ce烷基或氨原子。
[0068] 如果在复合物的生产中没有使用醇,则该起始步骤依靠水的存在进行(介质的水 分含量)。
[0069] 然后存在链打开的共聚物的马来酸酢与树脂的环氧化物之间的醋化反应,反应方 案如下:
[0070] 醋化
[0071]
[0072] 其中,R2表示树脂的残基。
[0073] 在树脂是环氧树脂的情况下,合适的热循环优选是6-30小时,溫度为70-130°C。
[0074] 最后,本发明设及在航空或航天领域使用根据本发明的组件,优选用于推进系统。
[0075] 根据如下附图和实施例更清楚地理解本发明。
[0076] 图1表示环氧树脂和交联的热保护弹性体之间的通过粘合底料的粘结的现有体 系。
[0077] 图2表示根据本发明的(A)与度)之间的最终组件。
[0078] 图3表示用于生产根据本发明的(A)与度)之间的最终组件的图。
[0079] 实施例1,在结合到弹性体组合物中之前对共聚物进行选择
[0080] 下表1给出经测试的各种共聚物:
[00引]表1:测试的共聚物列表
[0082]
[0083] 除了聚乙締/聚环氧乙烧(PE/PEO)是嵌段共聚物之外,所有的共聚物都是无规共 聚物。在为配方生产选择共聚物之前,单独进行共聚物的研究W研究它们的热行为。事实 上,需要对共聚物进行选择W在ll〇-160°C是稳定的,该溫度是用于实施例中的EPDM弹性 体(a)和复合物的交联的溫度。
[0084] 所有的共聚物具有相同的特性:
[0085] 0玻璃转化溫度(Tg)低于20°C。因此,在生产过程中,其加工会在混合物中得到 促进,它们会在溫度增加直至交联的过程中增加移动性;
[0086]O160°C的热稳定性:它们平均损失小于其重量的2%。该重量损失归因于水分的 存在;
[0087] 0在160°C下100分钟之后,仍然存在所需的极性官能团。
[008引实施例2 :评价用于制备根据本发明的交联的弹性体组合物的共聚物
[0089] 将实施例1中选择的共聚物结合到弹性体组合物中,相对于根据本发明的弹性体 组合物的总重量,结合的含量为5-14重量%,从而检验共聚物的量的影响。
[0090] 通过开放混合器的方式进行生产弹性体组合物的过程,将每种共聚物W5-14重 量%的含量引入到根据本发明的弹性体组合物中。下表2给出经制备的混合物:
[0091]表2:制备的混合物的列表
[0092]
[0093] 然后与各种加工膜和织物制备运些弹性体混合物,根据160°C的100分钟的循 环,在压力和真空下交联。
[0094] 为了概要地评价运些新配方的表面和体积性质,进行如下表征:
[009引 0表面特征
[0096] 在弹性体固化之前W及在160°C固化100分钟之后进行红外分析(ATR-FTIR), 在固化之前是为了检验官能团在混合之后的稳定性,在固化之后是为了评价反应性官能 团是否已经迁移到表面处,从而能够与树脂的环氧官能团进行反应。光谱透射窗口为 4000-500cm1。
[0097] 根据固着液滴法进行表面能测量(其是能够确定材料被液体润湿的能力的简 单方法)。高表面能是进行良好粘结所需(但不是充分)的条件。需要待粘结的表面的表 面能至少等于粘合底料。在本发明的情况下,为了确保弹性体和复合物之间的自粘合,待实 现的目标是本发明的弹性体组合物的表面能相对于没有共聚物的弹性体组合物的增加。 [00 9引 0体积特性:
[0099] 对于每种混合物在天然状态的根据标准NFT43015在160°C下100分钟的流变 性测试,从而评价添加共聚物对于材料的交联动力学的影响。
[0100] 对于每种混合物在交联的状态的根据标准NFISO37的单向拉伸试验,从而评 价共聚物对弹性体组合物的机械性质的影响。具体评价拉伸强度、最大断裂拉伸W及50 %、 100%、200%和300%拉伸率的应力,并与没有共聚物的交联的弹性体组合物(对照C1)进 行比较。
[0101] 在该基础特征最后,按照优先顺序,下标准为基础,保留混合物用于实施例 3 (至少2种不同共聚物):
[0102] 表面能尽可能
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