热固性粘合剂、使用热固性粘合剂的机动车部件及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及热固性粘合剂、使用热固性粘合剂的机动车部件及其制造方法，并且 更具体地涉及用于粘结异质材料的热固性粘合剂、包括使用热固性粘合剂粘结的异质材料 的机动车部件及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 为了提高燃料效率、降低二氧化碳排放等，不断地需要使用用于机动车部件的铝、 塑料和其他较轻材料，以便减少这些部件的重量。例如，汽车的顶篷部件（车顶）一般由铁 制成，并已尝试用铝制造这些车顶。同时，因为其中车顶所安装到的车身部件由铁制成，如 果铝车顶和铁车身部件直接接触并经由铆钉、螺母和螺栓或其他机械装置粘结在适当的位 置，则铝受到铝和铁之间发生的电腐蚀而被腐蚀。因此，当联接铝和铁时，有必要在铝和铁 之间设置诸如橡胶片等隔离物，以电绝缘这些材料。
[0003] 单组分热固性粘合剂，也称为结构粘合剂，用于机动车部件的制造。如果除了铆钉 或螺母和螺栓，还使用此类粘合剂来联接车顶和车身部件，则车顶和车身部件可以更牢固 地耦接。因为粘合剂实质上通常是绝缘的，除机械接合外，还使用粘合剂来联接铝车顶和铁 车身部件将使这些材料彼此绝缘，从而防止由于电腐蚀而引起的铝的腐蚀。通过向车顶和 /或车身部件施加粘合剂，使用铆钉或螺母和螺栓将车顶和车身部件固定在适当的位置，并 且随后执行电沉积和加热/干燥，来自加热/干燥过程的热可以用于固化粘合剂。然而，当 联接铝车顶和铁车身部件时，线性膨胀系数的差异导致当由于这些材料的翘曲而达到高温 (例如，约170°c -200°c)时，在加热/干燥过程期间在铝和铁之间形成间隙，因而在固化的 粘合剂层的内部内或在粘合剂层和铝或铁之间形成空间（空隙）。渗入铝和铁之间的空隙 的水分带来腐蚀铝和/或铁的风险。
[0004] 日本未审查专利申请公开2002-284045A公开了"一种接合由异质金属制成的机 动车部件的方法，其中对表面中的一个配对表面具有粘附性并对另一个配对表面具有弱的 粘附性或无粘附性的电绝缘密封剂施加到一个构件和另一个构件接合的配对表面，并且这 两个部件机械地接合"。日本未审查专利申请公开号2004-323639A公开了"一种用于呈现 不同水平的热膨胀的粘附体的粘结结构，其中呈现不同水平热膨胀的粘附体经由粘合剂层 粘结，其中粘合剂层具有两层的结构，所述两层结构中的至少一层包括作为主要成分的具 有至少两个环氧基团的环氧树脂并由在固化时为柔性的柔性环氧树脂组合物形成"。
【发明内容】
[0005] 本公开可以提供一种热固性粘合剂，其允许以减小的翘曲且无空间在两者间形成 来粘结具有不同线性膨胀系数的两种材料，诸如铝和铁。本公开也可以提供包括使用所述 热固性粘合剂粘结的异质材料的机动车部件及其制造方法。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供包含环氧树脂、核壳橡胶、热膨胀微粒和硬化剂的热 固性粘合剂。期望的是热膨胀微粒具有9 y m至19 y m的平均粒度、70°C至100°C的膨胀引 发温度和ll〇°C至135°C的最大膨胀温度中的至少一者或它们的任何组合：。
[0007] 根据本发明的另一个方面，提供制造机动车部件的方法。该方法包括：制备第一板 形构件和第二板形构件；将热固性粘合剂施加到第一板形构件的表面、第二板形构件的表 面或第一板形构件和第二板形构件两者的表面。热固性粘合剂包含环氧树脂、核壳橡胶、热 膨胀微粒和硬化剂。期望的是热膨胀微粒具有9 y m至19 y m的平均粒度、70°C至100°C的 膨胀引发温度和ll〇°C至135°C的最大膨胀温度中的至少一者或它们的任何组合。该方法 还包括以第一板形构件、热固性粘合剂和第二板形构件的顺序使它们层叠；以及加热并固 化热固性粘合剂，以使用固化的热固性粘合剂来粘结第一板形构件和第二板形构件。期望 的是第一板形构件具有与第二板形构件的线性膨胀系数不同的线性膨胀系数。
[0008] 根据本发明的另一个方面，提供机动车部件，其中该机动车部件包括第一板形构 件、第二板形构件和设置在第一板形构件和第二板形构件之间的固化的热固性粘合剂。第 一板形构件使用固化的热固性粘合剂粘结到第二板形构件。期望的是第一板形构件具有与 第二板形构件的线性膨胀系数不同的线性膨胀系数。
[0009] 当加热具有不同的线性膨胀系数的异质材料时，包含在根据本发明的一个实施例 所述的热固性粘合剂中的热膨胀微粒可在材料之间的由两者间的线性膨胀系数的差异产 生的间隙增大之前在比较低的温度下膨胀该粘合剂。膨胀的粘合剂可以被制成能够在达到 最大加热温度之前固化，从而粘结材料。在加热过程期间所述材料之间形成的间隙可以因 此由膨胀的粘合剂填充，从而允许以少量翘曲且两者间无形成的空间来粘结所述材料。
[0010] 在另一个实施例中，可以制造机动车部件，其中热固性粘合剂用于以少量翘曲且 无空间在两者间形成来粘结异质材料。当制造机动车部件时，本公开的热固性粘合剂可以 尤其优选地用于耦接包含铝的部件和包含铁的部件。
[0011] 上述详细描述不应该视为本发明的所有实施例的完整公开或与本发明相关的所 有优点的完整公开。
【具体实施方式】
[0012] 以下给出用于说明本发明的代表性实施例的目的的详细描述，但这些实施例不应 理解为限制本发明。
[0013] 根据本公开的一个实施例的热固性粘合剂包含环氧树脂、核壳橡胶、热膨胀微粒 和固化剂。热膨胀微粒具有9ym至19ym的平均粒度、70°C至100°C的膨胀引发温度和 110°C至135°C的最大膨胀温度。
[0014] 环氧树脂作为热固性成分包含在热固性粘合剂内。环氧树脂在常温（25°C )下是 液体、半固体或固体，并且包括也称为反应性稀释剂或反应性增塑剂的低粘度环氧化合物。 一般来讲，二元酚或多元酚、脂族或脂环族烃基化合物的二缩水甘油醚或多缩水甘油醚、月旨 族、脂环族或芳族羧酸的缩水甘油醚等可以用作环氧树脂。两种或更多种类型的环氧树脂 的混合物也可用作环氧树脂。
[0015] 合格的环氧树脂的非限制性示例包括：诸如双酚A环氧树脂、二聚酸改性的双酚A 环氧树脂和双酚F环氧树脂的双酚环氧树脂；诸如己二醇二缩水甘油醚的具有脂族主链的 环氧树脂；诸如对氨基苯酚三缩水甘油醚的缩水甘油胺环氧树脂；诸如苯酚酚醛环氧树脂 和甲酚酚醛环氧树脂的酚醛环氧树脂；溴化环氧树脂；脂环族环氧树脂；诸如聚乙二醇缩 水甘油醚和聚丙二醇缩水甘油醚的环氧化聚醚；诸如缩水甘油基新癸酸盐的缩水甘油醚； 以及它们的混合物。
[0016] 环氧树脂的环氧当量大体可以为约100克/当量或更多、约150克/当量、或更多 或约170克/当量或更多、以及约250克/当量或更小、约230克/当量或更小或约220克 /当量或更小。如果使用两种或更多种类型的环氧树脂的混合物，则环氧当量是该混合物的 环氧当量。
[0017] 根据标准的聚苯乙烯，环氧树脂的数均分子量大体可以为约100或更多、或约200 或更多、以及约2000或更小、约1000或更小或约700或更小。除反应性稀释剂和反应性增 塑剂之外的环氧树脂的平均环氧官能度，即每分子可聚合的环氧基团的平均数量为至少2， 且优选地2至4。反应性稀释剂和反应性增塑剂通常每分子具有一个可聚合