包括超分子材料层的多层结构体及其制造方法_4

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围获得在层的品质(其厚度的连续性、均匀性)和结构体的总 体硬度(刚度、挺度)方面的良好折衷。
[0097] 当以有利地5至200微米、特别地15-50微米的低厚度施加包括超分子材料的层 时,包括超分子材料的层,除其阻尼作用之外或作为其阻尼作用的替换,可用作粘合剂。
[0098] 根据一种实施方式,根据本发明的多层结构体包括至少一个与包括超分子材料的 层相邻的第三层,使得包括所述超分子材料的层至少部分地(如非完全地)夹在包括刚性 材料的层("第一层")和该第三层之间。
[0099] 第三层可包括任何材料、实际上甚至由任何材料组成,这取决于目标应用。它可 有利地为与存在于第一层中的刚性材料相同或不同的刚性材料,有利地选自以上列举的那 些。在替换形式中,它可为柔性材料,有利地选自弹性体,相对于由超分子层贡献的那些,其 赋予结构体另外的机械性质,如更好的耐磨性或更大的耐化学性。对此可提及基于聚氨酯 的弹性体、NBR(腈/ 丁二烯橡胶)、天然橡胶、SBR(苯乙烯/ 丁二烯橡胶)、热塑性弹性体、 苯乙烯弹性体及其组合。
[0100] 根据【具体实施方式】,包括超分子材料的层在导电材料(如金属)层和绝缘材料 (如玻璃、陶瓷、混凝土或组合不同绝缘材料的复合材料)层之间延展。
[0101] 多层结构体除上述层之外,当然可包括一个或多个本领域技术人员已知的任何性 质的另外的层,只要它们的存在没有不利地影响根据本发明获得的结构体的有利性质。
[0102] 包括刚性材料的层特别地可在不与包括超分子材料的层接触的面的任何部分上 携带任选的涂层或可已经经受任选的表面处理。
[0103] 对于包括超分子材料的层而言,关于不与包括刚性材料的一个或多个层接触的其 面的任何部分,与以上限定的相同。
[0104] 根据本发明的多层结构体本身可被引入更大尺寸的结构体或物体中。在这点上, 可叠加或并置至少两个根据本发明的多层结构体。有利地可在这些结构体之间使用上述超 分子材料作为密封件。
[0105] 实施例
[0106] 以下实施例说明本发明而不限制本发明。
[0107] 实施例1 :枏据本发明的轺分子材料的前体的合成方法
[0108] 将1000g来自Croda的Pripo丨⑧1040 (酸值186)(即3. 32摩尔羧酸)和245g具 有87. 6重量%纯度的2-氨基乙基咪唑烷酮(UDETA)(即1. 66摩尔胺)引入到具有工作容 积4000ml的Schott反应器中,所述反应器置于电加热罩上并装备有温度探针、具有由聚 四氟乙烯制造的锚型转子的机械搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器、迪安-斯达克(Deanand Stark)装置和通过由聚四氟乙烯制造的浸渍管为末端的氮气入口。假定UDETA的杂质可贡 献另外的〇. 13摩尔的当量。将混合物在170°C下加热以除去冷凝水。当冷凝水被除去并捕 获在所述迪安-斯达克装置中时,将介质冷却到80°C。在80°C下加入294gBADGE型环氧 树脂来自Resolution的EpikoteK 828EL(环氧含量5. 2摩尔/kg)(即1. 53摩尔),并在 80°C下搅拌15分钟。将如此获得的产物从反应器中清空。其粘度通过板-板流变测定法 在50s1的剪切速率下测量。图1显示,在至少从80°C延伸至120°C的温度范围中,所获得 的产物是液体。随后将其不固化地储存在聚丙烯容器中。
[0109] 实施例2 :枏据本发明的轺分子材料的前体的合成方法
[0110] 将100(^来自0〇(^的?1如0_1〇40(酸值186)(即3.32摩尔羧酸)和2458具 有87. 6重量%纯度的2-氨基乙基咪唑烷酮(UDETA)(即1. 66摩尔胺)引入到具有工作容 积4000ml的Schott反应器中,所述反应器置于电加热罩上并装备有温度探针、具有由聚四 氟乙烯制造的锚型转子的机械搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器、迪安-斯达克装置和通过由 聚四氟乙烯制造的浸渍管为末端的氮气入口。假定UDETA的杂质可贡献另外的0. 13摩尔 的当量。将混合物在170°C下加热以除去冷凝水。当冷凝水被除去并捕获在所述迪安-斯 达克装置中时,将介质冷却到120°C。在120°C下加入414g环氧化大豆油来自Arkema的 EcepoxOVPB3 (环氧含量3. 7摩尔/kg)(即1. 53摩尔),并在120°C下搅拌15分钟。将 如此获得的产物从反应器中清空。其粘度通过板-板流变测定法在50s1的剪切速率下测 量。图1显示,在至少从50°C至120°C的温度范围中,所获得的产物是液体。随后将其不固 化地储存在聚丙烯容器中。
[0111] 实施例3 :铝/由实施例1的前体获得的轺分子材料双层结构体的制诰
[0112] 制造以下组件:可利用20cmX20cm且具有2mm的厚度的刚性钢板,将相同尺寸的 非粘性有机硅膜施用于该钢板。用与前述钢板相当的相同尺寸且具有〇. 5_厚度的铝条施 用于其的钢板制造反模具(countermold)。随后以U的形式将具有2. 5mm直径的PVC密封 件安置在铝条和有机硅膜之间(其中分支之间的间隔为18cm),以保证组件的密封性。将 如此制造的组件(钢板/有机硅膜/PVC密封件/铝条/钢板)通过夹具保持在夹持位置 上。将在实施例1中获得的前体放置在80°C下的熔融机器中,然后倾注在由铝条和有机硅 膜之间的PVC密封件形成的U的开口中。在填充之后,将该组件放置在120°C下的通风烘箱 中24小时。在该处理结束时,松开夹具并且除去钢板、有机硅膜和PVC密封件。固化的超 分子材料容易地从有机硅膜和从PVC密封件分离;另一方面,它强力地粘附于铝条。由此获 得由如下构成的双层结构体:与具有〇.5mm厚度的铝层并排布置的2. 5mm超分子材料层。
[0113]实施例4:铝/由实施例2的前体获得的轺分子材料双层结构体的制诰
[0114] 程序与实施例3中相同,前体用在实施例2中获得的前体替代并且将组件在填充 之后放置在120°C下的通风烘箱中48小时。由此获得由如下构成的双层结构体:与具有 0. 5mm厚度的错层并排布置的2. 5mm超分子材料层。
[0115] 实施例5:铝/由实施例1的前体获得的轺分子材料/铝三层夹层结构体的制诰
[0116] 程序与实施例3中相同,有机硅膜用具有相同长度和相同宽度且具有0. 5_厚度 的铝条替代。将在实施例1中获得的前体放置在80°C下的熔融机器中,然后倾注在由两个 铝条之间的PVC密封件形成的U的开口中。在填充之后,将该组件放置在120°C下的通风烘 箱中24小时。在该处理结束时,松开夹具并且除去钢板和PVC密封件。固化的超分子材料 强力地粘附于两个铝条。由此获得由如下构成的三层夹层结构体:在两个具有〇.5_厚度 的铝层之间的2. 5_超分子材料层。
[0117]实施例6:铝/由实施例2的前体获得的轺分子材料/铝三层夹层结构体的制诰
[0118] 程序与实施例5中相同,前体用在实施例2中获得的前体替代并且将组件在填充 之后放置在120°C下的通风烘箱中48小时。由此获得由如下构成的三层夹层结构体:在两 个具有〇.5mm厚度的错层之间的2. 5mm超分子材料层。
[0119] 实施例7 :太材/轺分子材料/太材三层夹层结构体的制诰
[0120] 两片具有5_厚度的胶合板通过以U的形式布置的PVC密封件保持分开。将该组 件通过夹具保持夹紧,然后在80°C下的烘箱中预加热20分钟。将该组件从烘箱移出,保持 在竖立的U的位置上并且将在实施例2中获得的前体使用熔融机器倾注到U的开口中,该 熔融机器的容器加热至80°C并且喷嘴加热至100°C。随后将该组件放置在120°C下的烘箱 中48小时。在该处理结束时,除去夹具。由此获得由如下构成的三层夹层结构体:在两个 具有0. 5mm厚度的胶合板层之间的4mm超分子材料层。图2说明该结构体的侧视图。
[0121] 实施例8 :刚件材料/作为薄层的轺分子材料/刚件材料三层夹层结构体的制诰。 翦切行为的测试
[0122] 制备不同的三层结构体,其由如下形成:夹在两个由表I的第一行中所示的材料 制造的外层之间的由表I的第一列中所示的材料制造的内层。
[0123] 为了在剪切方面测试这些结构体,将它们放在一起以形成根据标准NF-ENISO 9964的测试试样。从表1的第一行中列举的各种材料切割出具有尺寸w=20X1=50Xt =2mm的条。在一些条的末端处,将50mg实施例1和2的聚合物前体或表1的第一列中所 示的粘合剂之一施用于由测试试样的整个宽度和15. 6_的长度划定的表面。如此覆盖的 表面积为312. 5_2,这对应于具有约150至160微米厚度的层。当使用实施例1或2的前 体时,将其预先预加热至80°C,然后将其通过倾注施用。随后将与第一个条相同材料的第二 个条施用于如此形成的层,该第二个条相对于第一个在180°取向,以获得用于根据上述标 准NF-ENISO9964测量剪切行为的测试试样。
[0124] 使包括实施例1和2的前体的测试试样经受在120°C下的烘箱中的固化24小时, 从烘箱取出,然后在50%的相对湿度下在21°C下调节24小时。
[0125] 随后用Instron型号5565机器和5kN传感器进行拉伸测试。牵拉速率为10mm/ min。对于各测试试样,测量
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