用于汽车空腔中的加强和能量耗散的增韧可膨胀环氧树脂的制作方法

专利名称：用于汽车空腔中的加强和能量耗散的增韧可膨胀环氧树脂的制作方法
用于汽车空腔中的加强和能量耗散的增韧可膨胀环氧树脂 本申请要求于2008年7月29日提交的美国临时专利申请61/084，396的优先权。本发明涉及用于车身的框架结构，所述框架结构至少部分地填充有膨胀增韧环氧树脂粘合剂。膨胀聚合物用于许多车辆应用中。这些材料的特征取决于它们在这些应用中用以执行的特定功能而极大地变化。一些膨胀聚合物用于座椅应用中。这些倾向于具有低压缩强度和高弹性的低密度聚氨酯泡沫体。其它膨胀聚合物用于汽车内部部件如转向轮、仪表安装板、仪表板等，以在碰撞的情况下部分地提供伤害减轻。这些还倾向于具有低低等至中等的压缩强度和中等至高等的弹性的稍微低密度材料。软聚合物泡沫体也在汽车顶篷中用于提供一定的缓冲，并且更重要地，提供声阻尼。这些类型的泡沫体倾向于制造成在装配过程中固定到车辆的分离零件或子部件。其它膨胀聚合物用于填充汽车零件中的空腔。这样做主要是为了控制进入或通过空腔的流体的渗透，在所述空腔中流体可能引起损坏(如在水的情况下为生锈)。在一些情况下，这样做是为了减少噪音和振动。这些膨胀聚合物常常是基于聚氨酯或环氧树脂的材料，在许多情况下其在现场膨胀。一些可膨胀聚烯烃有时也用于这些应用中。将膏状或低熔点固体前体组合物涂敷于需要膨胀聚合物的地方，并且施加热量以使该组合物膨胀并且固化，从而形成泡沫体。这些材料的机械性能通常具有较小的重要性，只要该材料充分膨胀并且良好地粘附于相邻部件即可。通常想要高的膨胀率(1000%以上)，从而以最低的原料成本填充尽可能多的空间。膨胀聚合物还用于加强应用中。将膨胀聚合物插入到金属结构的空腔中，并使该结构更坚固。这允许在结构中使用较少的金属。实际上，金属的一部分被较低密度的膨胀聚合物代替并且总的零件重量减少。与用于缓冲、伤害减轻、空腔密封和声学应用中的那些材料相比，用于加强应用中的膨胀聚合物倾向于更高密度的材料。用于加强应用中的膨胀聚合物可以预制或者现场发泡。在第一种情况下，膨胀聚合物在发泡工艺中制备，并且常常制成具体零件形状。随后将该膨胀聚合物装配到旨在加强的具体零件中。这里，密度通常在80kg/m3至700kg/m3的范围内。在第二种情况下，在需要加强的部位提供可热膨胀的聚合物组合物，并且对该聚合物组合物进行加热以使其热膨胀并固化。这里的密度典型地在300kg/m3至700kg/m3的范围内。这些可膨胀聚合物几乎总是基于环氧树脂的。这些方法中的每一种都有其问题。使用预先制备的泡沫体需要多个工艺步骤以形成泡沫体，使其成型为需要的几何形状，并将其装配到车辆中。有必要将预制的泡沫体固定到零件。这可以使用多种机械紧固件完成。然而，优选的方式是对预制泡沫体的表面涂敷另外的可膨胀聚合物组合物，并且将该聚合物组合物热膨胀以填充预制泡沫体和金属结构之间的空隙并且在它们之间提供良好的粘附。这无疑还需要更多的工艺步骤。现场发泡(Foam-in-place)方法可以用于填充各种尺寸的空腔，并且常常用于填充结构和/或增强构件之间的小空隙(至多约12mm并且更典型地至多约8mm宽)并且将这些构件粘合在一起。现场发泡方法的显著缺点在于，可膨胀聚合物处于必须放置并保持在所需位置的固体材料的形式，直至其热膨胀并变得粘附于下面的基底为止。必须在将一个或其它构件装配在一起之前对它们涂敷可膨胀组合物。这导致额外的加工步骤和相关成本。膨胀聚合物的物理性质在加强应用方面比在大部分的其它方面都重要得多。根据美国专利6，296，299和6，474，726，加强填料材料应当具有至少4MPa的压缩强度、至少 IOMPa的最大弯曲强度和不大于1. Og/cc的密度。这据称使得填料能够将负载从框架结构的负载冲击侧转移到相对的“对抗碰撞负载冲击侧”。这些专利认为松木和膨胀“环氧树脂 B”满足这些需求。其它材料，包括聚氨酯泡沫体和膨胀“环氧树脂A”缺乏这些特性。
“加强”结构构件仅仅表示通过增强材料的存在提高将其变形所需要的力。需要的另一种性质是能量耗散，即，在零件变得变形时所消耗的功的量。在冲击状况下消散大量能量的能力是非常重要的，原因在于结构消耗更多能量的能力可以成为对车辆乘员造成伤害或没有伤害的区别所在。刚度和能量耗散不直接关联，并且比其它构件具有更高刚度的构件常常不具有更高的能量耗散。所期望的是提供用于加强汽车结构构件的方法，其中可以容易并廉价地提供增强材料，并且其在增强的结构构件中提供高的能量耗散。在一些方面中，本发明是一种增强的车辆板件(panel)。所述板件具有相对的第一侧面和第二侧面，其中所述第一侧面面对(faces toward)预期的冲击负载并且所述第二侧面背对(faces away from)预期的冲击负载，所述车辆板件具有粘附至所述第二侧面的膨胀聚合物的层，其中所述膨胀聚合物是热膨胀和固化结构粘合剂，所述热膨胀和固化结构粘合剂在固化过程中相对于其初始体积膨胀约150至350%，以形成密度为0. 3至lkg/m3 的膨胀聚合物，并且所述热膨胀和固化结构粘合剂在固化之前含有至少一种非橡胶改性环氧树脂；具有异氰酸酯基的反应性增韧剂，所述异氰酸酯基被酚类化合物、氨基酚类化合物、伯或仲的脂族或脂环族胺、苄醇、芳香胺、苄胺、丙烯酸羟烷基酯或硫醇封端或封闭；端环氧基橡胶、核_壳橡胶或所述两者；至少一种膨胀剂；和一种以上的环氧树脂固化剂。在其它的实施方案中，本发明是一种用于增强的车辆板件的方法，所述车辆板件具有相对的第一侧面和第二侧面，其中所述第一侧面面对预期的冲击负载并且所述第二侧面背对预期的冲击负载，所述方法包括对所述车辆板件的所述第二侧面的至少一部分涂敷可热膨胀和可固化的结构粘合剂的层，并且使所述层经受高温，使得所述结构粘合剂相对于其初始体积膨胀约150至350%并且固化，以形成粘附至所述车辆板件的所述第二侧面的密度为0. 3至lkg/m3的膨胀聚合物层，其中所述结构粘合剂在固化之前含有至少一种非橡胶改性环氧树脂；具有异氰酸酯基的反应性增韧剂，所述异氰酸酯基被酚类化合物、氨基酚类化合物、伯或仲的脂族或脂环族胺、苄醇、芳香胺、苄胺、丙烯酸羟烷基酯或硫醇封端或封闭；端环氧基橡胶、核-壳橡胶或所述两者；至少一种膨胀剂；和一种以上的环氧树脂固化剂。在某些实施方案中，本发明是一种车身主体(vehicular bodyshell)结构，所述车身主体结构包括A)第一板件，所述第一板件具有相对的侧边缘(side edge)部分；B)第二板件，所述第二板件具有相对的侧边缘部分，所述第二板件的所述相对的侧边缘部分连接至所述第一板件的所述相对的侧边缘部分，以限定所述第一板件和第二板件之间的空腔；和 C)占据所述空腔的至少一部分的膨胀聚合物，其中所述膨胀聚合物是热膨胀和固化结构粘合剂，所述热膨胀和固化结构粘合剂在固化过程中相对于其初始体积膨胀约150 至350%，以形成密度为0. 3至lkg/m3的膨胀聚合物，并且所述热膨胀和固化结构粘合剂在固化之前含有至少一种非橡胶改性环氧树脂；具有异氰酸酯基的反应性增韧剂，所述异氰酸酯基被酚类化合物、氨基酚类化合物、伯或仲的脂族或脂环族胺、苄醇、芳香胺、苄胺、 丙烯酸羟烷基酯或硫醇封端或封闭；端环氧基橡胶、核_壳橡胶或所述两者；至少一种膨胀剂；和一种以上的环氧树脂固化剂。在又另一个实施方案中，本发明是一种用于增强车身主体结构的方法，所述车身主体结构由第一板件和第二板件形成，所述第一板件具有相对的侧边缘部分，所述第二板件具有相对的侧边缘部分，所述第二板件的所述相对的侧边缘部分连接至所述第一板件的所述相对的侧边缘部分，以限定所述第一板件和第二板件之间的空腔，所述方法包括将可热膨胀和可固化的结构粘合剂放置到所述空腔中，并且使所述结构粘合剂经受高温，使得所述结构粘合剂在所述空腔中相对于其初始体积膨胀约150至350%并且固化，以形成密度为0. 3至lkg/m3的膨胀聚合物，其中所述结构粘合剂在固化之前含有至少一种非橡胶改性环氧树脂；具有异氰酸酯基的反应性增韧剂，所述异氰酸酯基被酚类化合物、氨基酚类化合物、伯或仲的脂族或脂环族胺、苄醇、芳香胺、苄胺、丙烯酸羟烷基酯或硫醇封端或封闭；端环氧基橡胶、核-壳橡胶或所述两者；至少一种膨胀剂；和一种以上的环氧树脂固化剂。在上述方面和实施方案中的任何一个中，结构粘合剂在固化之前在25°C的温度可以是粘性的液体或膏状物，“粘性的”表示液体在25°C具有至少500Pa · s至1百万Pa · s 的粘度。无论所述结构粘合剂是液体或膏状物，都可以含有悬浮的固体。在上述方面和实施方案中的任何一个中，所述膨胀剂可以包含化学发泡剂和可膨胀微球。在上述方面和实施方案中的任何一个中，所述膨胀聚合物可以具有3至12mm的厚度。在上述方面和实施方案中的任何一个中，在所述膨胀聚合物的层和对其粘附膨胀聚合物的车辆板件之间插入有粘合剂膜的层。

图1是现有技术的车身主体结构的一个实施方案的顶部剖视图。图IA是现有技术的车身主体结构的另一个实施方案的顶部剖视图。图2是本发明的一种车身主体结构的顶部剖视图。图3是本发明的另一种车身主体结构的顶部剖视图。图4是显示根据本发明的三种车辆板件和一种比较例车辆板件的变形相对于负载相应的图。图5是显示根据本发明的三种车辆板件和一种比较例车辆板件的总能量吸收。转向图1，典型的车身主体结构1包括具有相对的边缘部分5a和5b的第一板件 2。第一板件2典型地表现车辆的外部车身表面，S卩，车辆的“表皮”。第二板件4具有相对的边缘部分6a和6b。在显示的实施方案中，车身主体结构1还包括第三板件3，所述第三板件3具有相对的边缘部分7a和7b。这种构造是许多汽车支柱、车顶纵梁和摇臂的典型构造。在这些以及类似的车辆零件中，第一板件2典型地为相对薄的板材金属和/或聚合物材料，通常选择其更多地出于设计和外观考虑而非为了物理强度。第二板件4和第三板件3典型地为比第一板件2更坚固的材料，因为它们更厚、因为它们由更坚固的材料制成， 或两者。然而，对于本发明而言，各种板件的相对强度不是关键的。第一板件2、第二板件4和第三板件3沿它们分别的相对侧5a、6a和7a以及5b、 6b和7b接合在一起以限定空腔8和空腔9，所述空腔8为第一板件2和第二板件4之间的区域，所述空腔9是第二板件4和第三板件3之间的区域。各种板件可以通过任何合适的方法接合在一起，如焊接、经由粘合剂接合、或者经由多种紧固件接合。如所示，第一板件2 和第二板件4在空间上彼此接近，并且作为结果，空腔8是窄的。在车身主体结构中，空腔如空腔8常常为约3至12mm宽。处于该宽度范围内的空腔是本发明特别感兴趣的。如所示，空腔9显著地宽于空腔8。 图IA显示了用于加强车身主体板件的一种现有技术方法。在图IA中，参考数字 1-9具有如图1中相同的含义。在图IA中，结构泡沫体10至少部分地填充空腔9，桥接第二板件4和第三板件3之间的距离。结构泡沫体10典型地为预制的刚性聚氨酯，其被制成为空腔9的近似形状并且在将第二板件4和第三板件3装配在一起时插入到空腔9中。可膨胀粘合剂可以覆盖结构泡沫体10的全部或部分表面。在那种情况下，膨胀粘合剂的层(未显示)将插入在结构泡沫体10和第二板件4和/或第三板件3之间。在一些实施方案中， 膨胀粘合剂(未显示)也可以填充空腔8的全部或一部分。本发明的一个实施方案显示在图2中。再次地，参考数字1-9具有如图1中相同的含义。在此，空腔8填充有如本文中所述的膨胀粘合剂的层11。如所示，空腔9是未填充的。在一些情况下，使用如本文中所述的膨胀增韧聚合物仅填充空腔8就能够对车身主体结构1提供足够的能量吸收特性，从而变得没有必要用加强件填充空腔9。在其它的实施方案中，由于膨胀聚合物所贡献的能量吸收性质，有可能减少第二板件4和/或第三板件3的厚度，或者由较廉价、较低强度的材料制造它们。通常没有必要用膨胀增韧聚合物填充整个空腔。在图3中，膨胀聚合物层11仅仅填充了空腔9的一部分，其在此情况下由第一板件2和第三板件3限定。在图3中所示的实施方案中取消了第二板件4，其导致在零件重量和制造成本方面的节省。在图3中，第一板件2具有第一侧面13和相反的第二侧面14。第一侧面13面对预期的冲击负载的方向， 所述冲击负载的方向由箭头12指示。第二侧面13背对预期的冲击负载。膨胀增韧聚合物被涂敷于第一板件2的与预期的冲击负载相反的第二侧面14。膨胀增韧聚合物层的厚度适当地为约3至约12mm，并且更优选约3至约8mm。膨胀聚合物层通过下列方法形成将可热膨胀和可固化的结构粘合剂涂敷到板件中的至少一个的至少一个侧面上，并且使所述结构粘合剂经受高温，使得结构粘合剂固化并且在固化过程中膨胀，以形成密度为0. 3至lg/cm3的膨胀聚合物。膨胀聚合物粘附于板件中的至少一个上。结构粘合剂相对于其初始体积膨胀约150至350%。因此膨胀的结构粘合剂的体积为结构粘合剂的初始体积的250% (100%初始体积加上150%膨胀率)至 450% (100%初始体积加上350%膨胀率)。未固化的结构粘合剂在大部分情况下为可以在施加压力下流动的液体或膏状物。 在这样的情况下，结构粘合剂可以利用适于涂敷液体或膏状粘合剂的任何方法涂敷。结构粘合剂可以通过将其从自动机械(robot)挤出成为珠粒形式而涂敷于基底上，其可以使用机械涂敷方法如填缝枪，或任何其它手动涂敷手段涂敷，其还可以利用漩流技术涂敷。使用下列本领域技术人员众所周知的设备应用漩流技术如泵、控制系统、定量给料枪组件、远程定量给料装置(remote dosing device)和涂敷枪。在一些情况下，结构粘合剂在25°C可能为固体。在这些情况下，结构粘合剂应当在稍微升高的温度如50°C以下软化，并且可以被加热以便在50°C以下以液体或膏状物的形式涂敷。 还可以例如通过将结构粘合剂包装在包或袋中而将结构粘合剂包封，并且可以将包封的结构粘合剂固定在适当的位置。对于为何优选这此方法存在若干原因。一些装配工艺不能容易地适应液体的涂敷。在其它情况下，可能需要资本投资来安装用于涂敷液体结构粘合剂的设备。在其它状况下，可能期望避免工人暴露于存在于结构粘合剂中的各种化学品。在还其它的状况下，装配的零件可能经受可以导致结构粘合剂在其膨胀前从零件流出的温度或其它条件。在那样的情况下，包封提供将粘合剂保持在所需位置直至其膨胀并固化为止的方式。包封材料应当熔融或拉伸以允许结构粘合剂膨胀。优选地，包封材料为热塑性材料，所述热塑性材料在结构粘合剂膨胀的条件下软化或熔融，且其与膨胀聚合物层以及与基底良好地粘附。优选各种粘合剂聚合物膜，特别是丙烯酸的聚合物和共聚物，如乙烯_丙烯酸共聚物。包封材料应当具有约1至10密耳的厚度。粘合剂可以利用任何便利的方法包封，如通常用于封装食物和其它消费品的众所周知的填充和密封技术。当将结构粘合剂以此方式包封时，所包封的结构粘合剂的量通常将根据所增强的特定零件来确定。结合空腔尺寸来选择粘合剂的量，以使结构粘合剂在膨胀和固化步骤中膨胀150至350%。各种类型的机械紧固件可以用于将包或袋固定在适当的位置直至结构粘合剂固化并且膨胀。这些包括，例如，夹子、所谓“圣诞树(Christmas tree) ”紧固件、钩子、磁体，寸寸。涂敷以后，将结构粘合剂通过加热至固化剂引发环氧树脂组合物固化的温度而热固化和膨胀。通常，此温度为约80°C以上，优选约100°C以上。优选地，温度为约220°C以下，并且更优选约180°C以下。许多车辆零件涂布有需要烘焙固化的涂层材料。所述涂层典型地在可以处于140°C至高于200°C的范围内的温度烘焙。在这样的情况下，通常便利的是，将结构粘合剂涂敷到框架部件，随后涂敷所述涂层，并且在烘焙涂层的同时使粘合剂固化。还可以在涂敷涂层以后涂敷结构粘合剂。结构粘合剂可以配制为在用于固化涂层的特定温度膨胀并且固化。如果将结构粘合剂包封，则包封材料在膨胀且固化的步骤中熔融或拉伸。包封材料可能在所述过程中丧失其机械完整性，并且可能在一处或多处破碎或破裂。通常，包封材料将形成层，所述层至少部分地插入在基底和膨胀结构粘合剂之间。为此原因，包封材料优选良好地粘附于基底和膨胀且固化的结构粘合剂两者。结构粘合剂含有至少一种非橡胶改性环氧树脂，至少一种如下所述的反应性增韧齐U，以及至少一种橡胶。如下所述，所述橡胶可以为端环氧基橡胶的形式，或者为核-壳橡胶的形式，或所述两者。
许多环氧树脂可以用作非橡胶改性环氧树脂，包括在美国专利4，734，332的第2 栏第66行至第4栏第24行所描述的那些环氧树脂，所述美国专利通过引用结合在本文中。合适的环氧树脂包括多元酚化合物的二缩水甘油醚，如间苯二酚、儿茶酚、对苯二酚、双酚、双酚A、双酚AP (1，1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷)、双酚F、双酚K和四甲基双酚的二缩水甘油醚；脂族二醇和聚醚二醇的二缩水甘油醚，如C2_24亚烷基二醇和聚(环氧乙烷)或聚(环氧丙烷)二醇的二缩水甘油醚；苯酚_甲醛酚醛清漆树脂、烷基取代的苯酚-甲醛树脂(环氧酚醛清漆树脂)、苯酚-羟基苯甲醛树脂、甲酚-羟基苯甲醛树脂、二环戊二烯-苯酚树脂和二环戊二烯_取代苯酚树脂的聚缩水甘油醚；和它们的任意组合。
合适的二缩水甘油醚包括双酚A树脂的二缩水甘油醚，比如由陶氏化学(Dow Chemical)以名称 D. Ε· R. 330、D.E.R. 331、D.E.R. 332、D.E.R. 383、D. Ε· R. 661 和D. Ε. R. 662树脂出售的那些。有用的可商购的聚乙二醇的二缩水甘油醚包括由陶氏化学(Dow Chemical)作为 D. E. R. 732 和 D. E. R. 736 出售的那些。可以使用环氧酚醛清漆树脂。这样的树脂可以作为D. Ε. N. 354、D. Ε. N. 431、 D.E.N· 438 禾口 D.E.N. 439 从陶氏化学(Dow Chemical)商购。其它合适的另外的环氧树脂是脂环族环氧化物。脂环族环氧化物包括在碳环中含有结合到两个邻位原子上的环氧的氧的饱和碳环，如以下结构V所示
权利要求
1.一种增强的车辆板件，所述增强的车辆板件具有相对的第一侧面和第二侧面，其中所述第一侧面面对预期的冲击负载并且所述第二侧面背对预期的冲击负载，所述车辆板件具有粘附至所述第二侧面的膨胀聚合物的层，其中所述膨胀聚合物是热膨胀和固化结构粘合剂，所述热膨胀和固化结构粘合剂在固化过程中相对于其初始体积膨胀约150至350%， 以形成密度为0. 3至lkg/m3的膨胀聚合物，并且所述热膨胀和固化结构粘合剂在固化之前含有至少一种非橡胶改性环氧树脂；具有异氰酸酯基的反应性增韧剂，所述异氰酸酯基被酚类化合物、氨基酚类化合物、伯或仲的脂族或脂环族胺、苄醇、芳香胺、苄胺、丙烯酸羟烷基酯或硫醇封端或封闭；端环氧基橡胶、核_壳橡胶，或端环氧基橡胶和核_壳橡胶；至少一种膨胀剂；和一种以上的环氧树脂固化剂。
2.根据权利要求1所述的增强的车辆板件，其中所述结构粘合剂在固化之前是液体或膏状物，所述液体或膏状物在25°C的温度具有500Pa · s至1百万Pa · s的粘度。
3.根据权利要求1或2所述的增强的车辆板件，其中所述膨胀剂包含化学发泡剂和可膨胀微球。
4.根据权利要求3所述的增强的车辆板件，其中所述化学发泡剂是偶氮型发泡剂并且所述可膨胀微球具有5至25微米的平均粒度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的增强的车辆板件，其中所述膨胀聚合物的层具有 3至12mm的厚度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的增强的车辆板件，其中在所述车辆板件和所述膨胀聚合物的层之间插入有粘合剂膜的层。
7.一种用于制备根据权利要求1-6中任一项所述的增强的车辆板件的方法，所述方法包括对所述车辆板件的所述第二侧面的至少一部分涂敷可热膨胀和可固化的结构粘合剂的层，并且使所述层经受高温，使得所述结构粘合剂相对于其初始体积膨胀约150至350% 并且固化，以形成粘附至所述车辆板件的所述第二侧面的密度为0. 3至lkg/m3的膨胀聚合物层，其中所述可热膨胀和可固化的结构粘合剂在固化之前含有至少一种非橡胶改性环氧树脂；具有异氰酸酯基的反应性增韧剂，所述异氰酸酯基被酚类化合物、氨基酚类化合物、伯或仲的脂族或脂环族胺、苄醇、芳香胺、苄胺、丙烯酸羟烷基酯或硫醇封端或封闭；端环氧基橡胶、核_壳橡胶，或端环氧基橡胶和核_壳橡胶；至少一种膨胀剂；和一种以上的环氧树脂固化剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其中将所述结构粘合剂包封在热塑性材料中，所述热塑性材料在所述结构粘合剂的膨胀条件下软化或熔融，并且粘附至膨胀且固化的结构粘合齐U，以及粘附至基底。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中对所述车辆板件涂布需要烘焙固化的涂层，并且将所述涂层和所述结构粘合剂同时固化。
10.一种车身主体结构，所述车身主体结构包括A)第一板件，所述第一板件具有相对的侧边缘部分；B)第二板件，所述第二板件具有相对的侧边缘部分，所述第二板件的所述相对的侧边缘部分连接至所述第一板件的所述相对的侧边缘部分，以限定所述第一板件和第二板件之间的空腔；和C)占据所述空腔的至少一部分的膨胀聚合物，其中所述膨胀聚合物是热膨胀和固化结构粘合剂，所述热膨胀和固化结构粘合剂在固化过程中相对于其初始体积膨胀约150至 350%，以形成密度为0. 3至lkg/m3的膨胀聚合物，并且所述热膨胀和固化结构粘合剂在固化之前含有至少一种非橡胶改性环氧树脂；具有异氰酸酯基的反应性增韧剂，所述异氰酸酯基被酚类化合物、氨基酚类化合物、伯或仲的脂族或脂环族胺、苄醇、芳香胺、苄胺、丙烯酸羟烷基酯或硫醇封端或封闭；端环氧基橡胶、核_壳橡胶，或端环氧基橡胶和核_壳橡胶；至少一种膨胀剂；和一种以上的环氧树脂固化剂。
11.根据权利要求10所述的车身主体结构，其中所述结构粘合剂在固化之前为液体或膏状物，所述液体或膏状物在25°C的温度具有500Pa · s至1百万Pa · s的粘度。
12.根据权利要求10或11所述的车身主体结构，其中所述膨胀剂含有化学发泡剂和可膨胀微球。
13.根据权利要求12所述的车身主体结构，其中所述化学发泡剂是偶氮型发泡剂，并且所述可膨胀微球具有5至25微米的平均粒度。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的车身主体结构，其中所述膨胀聚合物的层具有3至12mm的厚度。
15.根据权利要求10-14中任一项所述的车身主体结构，其中在所述车辆板件和所述膨胀聚合物的层之间插入有粘合剂膜的层。
16.一种用于制备根据权利要求10-15中任一项所述的增强的车身主体结构的方法， 所述方法包括将可热膨胀和可固化的结构粘合剂放置到所述空腔中，并且使所述结构粘合剂经受高温，使得所述结构粘合剂在所述空腔中相对于其初始体积膨胀约150至350%并且固化，以形成密度为0. 3至lkg/m3的膨胀聚合物，其中所述结构粘合剂在固化之前含有 至少一种非橡胶改性环氧树脂；具有异氰酸酯基的反应性增韧剂，所述异氰酸酯基被酚类化合物、氨基酚类化合物、伯或仲的脂族或脂环族胺、苄醇、芳香胺、苄胺、丙烯酸羟烷基酯或硫醇封端或封闭；端环氧基橡胶、核_壳橡胶，或端环氧基橡胶和核_壳橡胶；至少一种膨胀剂；和一种以上的环氧树脂固化剂。
17.根据权利要求16所述的方法，其中将所述结构粘合剂包封在热塑性材料中，所述热塑性材料在所述结构粘合剂的膨胀条件下软化或熔融，并且粘附至膨胀且固化的结构粘合剂，以及粘附至基底。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中对所述车辆板件涂布需要烘焙固化的涂层，并且将所述涂层和所述结构粘合剂同时固化。
全文摘要
本发明提供一种膨胀增韧结构粘合剂，所述膨胀增韧结构粘合剂形成用于车辆板件和车身主体结构的加强材料。所述增韧结构粘合剂含有环氧树脂、橡胶、弹性体增韧剂、固化剂和膨胀剂。所述膨胀结构粘合剂大大地提高了在冲击过程中由板件或车身主体结构吸收的能量的量。化学发泡剂与可膨胀微球的发泡剂组合提供了特别好的能量吸收。
文档编号B32B5/18GK102177013SQ200980138475
公开日2011年9月7日 申请日期2009年7月28日 优先权日2008年7月29日
发明者曼苏尔·米尔达马迪, 杰伊·M·图德, 迈克尔·R·戈尔登, 雷蒙德·F·比斯 申请人:陶氏环球技术有限责任公司