具有改进的粘合性的单组分热固化性环氧胶粘剂的制作方法

文档序号:17289292发布日期:2019-04-03 03:49阅读:283来源:国知局
本发明涉及单组分热固化性环氧树脂胶粘剂领域,还涉及其特别在车辆构造和夹芯板构造中的用途。
背景技术
:热固化性单组分环氧树脂胶粘剂用作白车身构造(rohbau)中以及增强元件和/或结构泡沫中的胶粘剂已有较长的时间。单组分热固化性环氧树脂胶粘剂的一个重要的使用领域因此是在车辆构造(baum)中,那里通常存在金属基底,如钢板和铝,特别是在胶粘情况下或在白车身构造中的空腔的泡沫填充情况下。在这两种情况下都在施加环氧树脂组合物后在cec(阴极电泳涂装,ktl)炉中加热车体,借此也将热固化性环氧树脂组合物固化并且如果适当的话,发泡。包含在受热时形成结构泡沫的单组分热固化性环氧树脂组合物的增强元件例如以商品名是已知的。us6,387,470b1公开了例如在热塑性塑料如聚苯乙烯和热塑性弹性体如sbs嵌段共聚物存在下包含环氧树脂的热固化性且可发泡的密封剂。但是,在上文提到的金属基底如钢板,尤其是上油钢板,和铝的情况下,单组分热固化性环氧树脂组合物的粘合性经常不足。技术实现要素:本发明的目的因此是提供一种单组分热固化性环氧树脂胶粘剂,其在室温下优选为固体并改进经固化的胶粘剂在特定金属基底,尤其是由钢和铝构成的金属基底上的粘合性,而不需要金属基底在粘合前的任何预处理。特别意在实现改进的拉伸剪切强度。同样优选应避免由固化过程导致的固化的环氧树脂胶粘剂的强烈变色。已经令人惊讶地发现,特别可通过在根据本发明的环氧树脂胶粘剂中,更特别在根据本发明的在25℃下优选为固体的环氧树脂胶粘剂中使用相对少量的特定羧酸实现这一目的。本发明因此涉及如权利要求1中定义的单组分热固化性环氧树脂胶粘剂。通过将羧酸混入该胶粘剂,可以实现与特定金属基底,如钢和铝的粘合性的显著改进。特别是,所实现的粘合性耐热。将酸混入这些体系通常不常见,因为起初认为,通过酸与胶粘剂组分的反应会不利地影响胶粘剂的性质,但是令人惊讶地,这并没有发生。对于某些羧酸观察到的另一效果是局部褐色变色。原因是局部放热对其起到一定作用。本发明的另外的方面是另外的独立权利要求的主题。本发明的特别优选的实施方案是从属权利要求的主题。本发明的实施方式本发明因此涉及一种单组分热固化性环氧树脂胶粘剂,其包含a)至少一种具有每分子平均多于一个环氧基团的环氧树脂a;b)至少一种用于环氧树脂的潜伏性固化剂;和c)至少一种选自取代或未取代琥珀酸和取代或未取代邻苯二甲酸的羧酸。该环氧树脂胶粘剂含有1.7至15毫摩尔的所述至少一种羧酸/100克环氧树脂胶粘剂。该环氧树脂胶粘剂进一步具有在25℃下大于10000pas的粘度,在此借助具有可加热板的流变仪(mcr301,antonpaar)(间隙1000μm,测量板直径:25mm(板/板),形变:在5hz下0.01,温度:25℃)由示波法测定粘度。该环氧树脂胶粘剂是单组分的,这意味着该环氧树脂胶粘剂的成分,更特别是环氧树脂和固化剂,存在于一个组分中,而在普通环境温度或室温下不发生固化。单组分环氧树脂胶粘剂因此储存稳定。其因此可以以这一形式操作,而对于双组分体系,组分的混合直到即将在使用前才是可能的。单组分环氧树脂胶粘剂的固化通过通常在大于70℃,如100至220℃的温度下加热实现。在如多元醇或多异氰酸酯之类的术语中的前缀“多”是指该化合物具有两个或更多个所提及的基团。多异氰酸酯例如是具有两个或更多个异氰酸酯基团的化合物。下文所用的术语“互相独立地”是指在同一分子中,多个指代相同的取代基可具有根据定义的相同或不同的含义。本文的化学式中的虚线在每种情况下代表所涉取代基和相关的分子剩余部分之间的键。除非另行指明,室温在此是指23℃的温度。该热固化性单组分环氧树脂胶粘剂包含至少一种具有每分子平均多于一个环氧基团的环氧树脂a。环氧基团优选为缩水甘油醚基团的形式。具有每分子平均多于一个环氧基团的环氧树脂a的比例优选为基于单组分热固化性环氧树脂胶粘剂的总重量计的25-70重量%、25-60重量%、30-55重量%、30-50重量%,更优选30-45重量%。具有每分子平均多于一个环氧基团的环氧树脂a优选是液体环氧树脂或固体环氧树脂。术语“固体环氧树脂”是环氧领域技术人员非常熟悉的并且与“液体环氧树脂”相对照使用。固体树脂的玻璃化转变温度高于室温,这意味着在室温下它们可粉碎成可倾倒的粉末。优选的环氧树脂具有式(ii)在该式中,取代基r’和r”互相独立地为h或ch3。在固体环氧树脂中,指数s表示>1.5,更特别是2至12的数值。这种类型的固体环氧树脂可购自例如dow或huntsman或hexion。具有1至1.5的指数s的式(ii)的化合物被本领域技术人员称作半固体环氧树脂。在此对本发明而言,它们同样被视为固体树脂。但是,优选的固体环氧树脂是更狭义的环氧树脂,即其中指数s具有>1.5的数值。在液体环氧树脂的情况下,指数s表示小于1的数值。s优选表示小于0.2的数值。所涉树脂因此优选是双酚a的二缩水甘油醚(dgeba)、双酚f的二缩水甘油醚以及双酚a/f的二缩水甘油醚。这些类型的液体树脂可作为例如gy250、py304、gy282(huntsman)或d.e.r.tm331或d.e.r.tm330(dow)或epikote828(hexion)获得。作为环氧树脂a进一步合适的是所谓的环氧-线型酚醛树脂。这些化合物特别具有下式:其中或ch2,r1=h或甲基,且z=0至7。更特别地,这些是苯酚-环氧型或甲酚-环氧型线型酚醛树脂(r2=ch2)。这些类型的环氧树脂可以商品名epn或ecn以及购自huntsman,或以产品系列d.e.n.tm购自dowchemical。环氧树脂a优选是式(ii)的液体环氧树脂。在一个特别优选的实施方案中,该热固化性环氧树脂组合物不仅包含至少一种s<1,更特别小于0.2的式(ii)的液体环氧树脂,还包含至少一种s>1.5,更特别是2至12的式(ii)的固体环氧树脂。此外,如果上述液体环氧树脂的比例为基于单组分热固化性环氧树脂胶粘剂的总重量计的5-40重量%、10-35重量%、15-35重量%,更优选20-30重量%,则是有利的。此外,如果上述固体环氧树脂的比例为基于单组分热固化性环氧树脂胶粘剂的总重量计的5-30重量%、5-25重量%、5-20重量%,更优选10-15重量%,则是有利的。该热固化性单组分环氧树脂胶粘剂进一步包含至少一种用于环氧树脂的潜伏性固化剂。潜伏性固化剂在室温下基本为惰性并通过升高的温度,通常在70℃或更高温度下活化,由此引发固化反应。可以使用用于环氧树脂的常用潜伏性固化剂。优选的是含氮的潜伏性环氧树脂固化剂。该潜伏性固化剂优选选自双氰胺、胍胺、胍、氨基胍及其衍生物、取代脲、咪唑和胺络合物,在此优选双氰胺。潜伏性固化剂的比例优选为基于环氧树脂胶粘剂的总重量计的0.5至12重量%,更优选1至8重量%,更特别是2-6重量%。该热固化性单组分环氧树脂胶粘剂进一步包含至少一种选自取代或未取代的琥珀酸和取代或未取代的邻苯二甲酸的羧酸。所述羧酸可以是未取代或取代的,在此优选的是未取代的羧酸。在所述取代的羧酸的情况下,一个或多个键合到碳原子上的氢原子可被取代基替代,其中如果存在两个或更多个取代基,则取代基可以相同或不同。该取代的羧酸优选具有一个或两个取代基。合适的取代基的实例是烷基,例如c1-c6烷基,环烷基,例如c3-c6环烷基,芳基,例如苯基,芳烷基,例如被苯基取代的c1-c3烷基,芳基烷基,例如被一个或多个c1-c4烷基取代的苯基,烷氧基,例如c1-c6烷氧基,芳氧基,例如苯氧基,芳烷氧基,羟基,硝基,氧代(=o),巯基,酚和卤素。所述至少一种羧酸优选选自琥珀酸和邻苯二甲酸酐。所用羧酸优选是没有水合水的无水羧酸。如果该羧酸是琥珀酸,则其具有如下的优点:获得特别高的拉伸剪切强度的数值。如果该羧酸是邻苯二甲酸酐,则其具有如下的优点:在固化的环氧树脂胶粘剂上没有形成褐色变色。该环氧树脂胶粘剂含有1.7至15毫摩尔的所述至少一种羧酸/100克环氧树脂胶粘剂。该环氧树脂胶粘剂优选含有2至13毫摩尔、2.5至10.5毫摩尔、2.5至8.5毫摩尔、2.5至6毫摩尔,更优选3至5毫摩尔的所述至少一种羧酸/100克环氧树脂胶粘剂。如例如表1中显而易见,这有益于改进的拉伸剪切强度以及内聚破坏模式,更特别是在170-205℃的固化温度下。此外,在琥珀酸作为羧酸的情况下,所述优选范围导致经固化的环氧树脂胶粘剂上的褐色变色减轻。该单组分热固化性环氧树脂胶粘剂优选包含至少一种韧性改进剂d。韧性改进剂d可以是固体或液体。更特别地,韧性改进剂d选自末端封闭型聚氨酯聚合物d1、液体橡胶d2和核-壳聚合物d3。韧性改进剂d优选选自末端封闭型聚氨酯聚合物d1和液体橡胶d2。如果韧性改进剂d是末端封闭型聚氨酯聚合物d1,则其优选是式(i)的末端封闭型聚氨酯预聚物在该式中,r1是被异氰酸酯基团封端的线性或支化聚氨酯预聚物在除去末端异氰酸酯基团后的p-价残基,且p表示2至8的数值。此外,r2彼此独立地为选自下列基团组成的组的取代基在这些式中,r5、r6、r7和r8各自互相独立地为烷基或环烷基或芳烷基或芳基烷基,或r5与r6一起,或r7与r8一起,形成任选被取代的4-至7-元环的一部分。此外,r9’和r10各自互相独立地为烷基或芳烷基或芳基烷基,或是烷氧基或芳氧基或芳烷氧基,且r11是烷基。r12、r13和r14各自互相独立地为具有2至5个碳原子的亚烷基,其任选具有双键或被取代,或是亚苯基或是氢化亚苯基。r15、r16和r17各自互相独立地为h或是烷基或是芳基或芳烷基,且r18是芳烷基或是任选具有芳族羟基的单环或多环、取代或未取代芳烃基团。最后,r4是含有伯或仲羟基的脂族、脂环族、芳族或芳脂族环氧化物在除去羟基和环氧基后的残基,且m表示1、2或3的数值。r18应被认为,特别地,一方面是,除去羟基后的酚或多酚,更特别是双酚。这样的酚和双酚的优选实例特别是苯酚、甲酚、间苯二酚、邻苯二酚、腰果酚(3-十五烯基酚(来自腰果壳油))、壬基酚、与苯乙烯或与二环戊二烯反应的酚、双酚a、双酚f和2,2’-二烯丙基双酚a。另一方面,r18应被认为特别是在除去羟基后的羟基苄基醇和苄基醇。如果r5、r6、r7、r8、r9、r9’、r10、r11、r15、r16或r17是烷基,则这一基团更特别是直链或支链c1-c20烷基。如果r5、r6、r7、r8、r9、r9’、r10、r15、r16、r17或r18是芳烷基,则这一结构部分更特别是经亚甲基键合的芳基,更特别是苄基。如果r5、r6、r7、r8、r9、r9’或r10是烷基芳基,则这一基团更特别是经亚苯基键合的c1至c20烷基,例如甲苯基或二甲苯基。基团r2优选是下式的取代基式的取代基优选是除去nh质子后的ε-己内酰胺。式的取代基优选是除去酚的氢原子后的单酚或多酚,更特别是双酚。此类基团r2的特别优选的实例是选自下列基团组成的组的基团这些式中的基团y是具有1至20个碳原子,更特别具有1至15个碳原子的饱和、芳族或烯属不饱和烃基。优选作为y的特别是烯丙基、甲基、壬基、十二烷基、苯基、烷基醚、羧酸酯或具有1至3个双键的不饱和c15烷基。r2最优选是式(i)的末端封闭型聚氨酯预聚物由被异氰酸酯封端的线性或支化聚氨酯预聚物与一种或多种异氰酸酯反应性化合物r2h制备。如果使用多种这样的异氰酸酯反应性化合物,则该反应可以相继进行或用这些化合物的混合物进行。优选进行该反应以使得所述一种或多种异氰酸酯反应性化合物r2h以化学计量或化学计量过量使用,以确保所有nco基团已发生反应。具有异氰酸酯端基(其是r1的基础)的聚氨酯预聚物可由至少一种二异氰酸酯或三异氰酸酯以及由具有末端氨基、硫醇或羟基的聚合物qpm和/或由任选取代的多酚qpp制备。合适的二异氰酸酯是脂族、脂环族、芳族或芳脂族二异氰酸酯,尤其是商业上常用的产品,如二苯甲烷二异氰酸酯(mdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)、联甲苯胺二异氰酸酯(todi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(tmdi)、2,5-或2,6-双(异氰酸根合甲基)双环[2.2.1]庚烷、萘-1,5-二异氰酸酯(ndi)、二环己基甲基二异氰酸酯(h12mdi)、对苯二异氰酸酯(ppdi)、间-四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(tmxdi)等,以及它们的二聚物。优选的是hdi、ipdi、mdi或tdi。合适的三异氰酸酯是脂族、脂环族、芳族或芳脂族二异氰酸酯的三聚物或缩二脲,更特别是前一段中描述的二异氰酸酯的异氰脲酸酯和缩二脲。当然也可以使用二异氰酸酯或三异氰酸酯的合适混合物。特别适合作为具有末端氨基、硫醇或羟基的聚合物qpm的是具有两个或三个末端氨基、硫醇或羟基的聚合物qpm。聚合物qpm有利地具有300-6000,更特别是600-4000,优选700-2200g/当量nco反应性基团的当量重量。优选的聚合物qpm是选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇嵌段聚合物、聚丁二醇、羟基封端聚丁二烯、羟基封端丁二烯-丙烯腈共聚物及其混合物的具有600至6000道尔顿的平均分子量的多元醇。尤其优选作为聚合物qpm的是具有c2-c6亚烷基或具有混合c2-c6亚烷基的α,ω-二羟基聚亚烷基二醇,其被氨基、硫醇或优选羟基封端。特别优选的是聚丙二醇或聚丁二醇。更特别优选的是羟基封端的聚氧化亚丁基。尤其适合作为多酚qpp的是双酚、三酚和四酚。该术语不仅是指纯酚,还在可能的情况下是指取代酚。取代基的性质可非常多样。这更特别应理解为是直接在酚oh基团所键合至的芳环上的取代。此外,酚不仅是指单环芳烃,还指多环或稠合芳烃或杂芳烃,其具有直接在芳烃或杂芳烃上的酚oh基团。在一个优选实施方案中,该聚氨酯预聚物由至少一种二异氰酸酯或三异氰酸酯以及由一种具有末端氨基、硫醇或羟基的聚合物qpm制备。该聚氨酯预聚物以聚氨酯领域的技术人员已知的方式,更特别通过相对于聚合物qpm的氨基、硫醇或羟基为化学计量过量使用二异氰酸酯或三异氰酸酯而制备。具有异氰酸酯端基的聚氨酯预聚物优选具有弹性特征。其优选表现出小于0℃的玻璃化转变温度tg。韧性改进剂d可以是液体橡胶d2。其可以是例如羧基封端或环氧封端的聚合物。在第一实施方案中,这种液体橡胶可以是羧基封端或环氧封端的丙烯腈/丁二烯共聚物或其衍生物。这种类型的液体橡胶可以例如以品名ctbn和ctbnx和etbn购自emeraldperformancematerials。合适的衍生物特别是弹性体改性的含环氧基的预聚物,如在公司(schill+seilachergroup,德国)的产品线尤其是由产品线36..下,或在产品线albipox(evonik,德国)下销售的那些。在第二实施方案中,这种液体橡胶可以是与液体环氧树脂完全混溶并仅在环氧树脂基体固化时离析以形成微滴的聚丙烯酸酯液体橡胶。这种类型的聚丙烯酸酯液体橡胶可以例如以名称20208-xpa获自dow。当然也可以使用液体橡胶的混合物,更特别是羧基封端或环氧封端的丙烯腈/丁二烯共聚物或其衍生物的混合物。韧性改进剂d在第三实施方案中可以是核-壳聚合物d3。核-壳聚合物由弹性的核聚合物和刚性的壳聚合物构成。特别合适的核-壳聚合物由被刚性热塑性聚合物的刚性壳包围的弹性丙烯酸酯聚合物或丁二烯聚合物的核构成。这种核-壳结构通过嵌段共聚物的离析自发形成,或取决于聚合方案如胶乳或悬浮聚合并随后接枝。优选的核-壳聚合物是所谓mbs聚合物,其可以商品名clearstrengthtm从arkema购得、以商品名paraloidtm从dow购得或以商品名f-351tm从zeon购得。该单组分热固化性环氧树脂胶粘剂特别优选不仅包含末端封闭型聚氨酯聚合物d1还包含液体橡胶d2。韧性改进剂d的比例优选为基于环氧树脂胶粘剂的总重量计的5-30重量%、7-25重量%、10-20重量%,更优选10-15重量%。在一个优选实施方案中,该单组分热固化性环氧树脂胶粘剂额外包含至少一种填料f。其优选是云母、滑石、高岭土、硅灰石、长石、正长岩、绿泥石、膨润土、蒙脱石、碳酸钙(经沉淀或研磨)、白云石、石英、二氧化硅(热解或沉淀法)、方石英、氧化钙、氢氧化铝、氧化镁、中空陶瓷珠、中空玻璃珠、中空有机珠、玻璃珠、有色颜料。特别优选的是选自碳酸钙、氧化钙和热解法二氧化硅的填料。总填料f的总比例有利地为基于环氧树脂胶粘剂的总重量计的5-40重量%,优选20-40重量%。该单组分热固化性环氧树脂胶粘剂可包含其他成分,尤其是催化剂、稳定剂,特别是热和/或光稳定剂,触变剂、增塑剂、溶剂、染料和颜料、防腐蚀剂、表面活性剂、消泡剂和增粘剂。在一个优选实施方案中,该单组分热固化性环氧树脂胶粘剂包含物理或化学发泡剂。此类发泡剂例如可作为expanceltm获自akzonobel公司或作为celogentm获自chemtura公司。如果使用,发泡剂的比例为例如基于单组分热固化性环氧树脂胶粘剂的重量计的0.1至3重量%。一种特别优选的热固化性单组分环氧树脂胶粘剂包含:-基于单组分热固化性环氧树脂胶粘剂的总重量计5-40重量%、10-35重量%、15-35重量%,更优选20-30重量%的液体环氧树脂;-基于单组分热固化性环氧树脂胶粘剂的总重量计5-30重量%、5-25重量%、5-20重量%,更优选10-15重量%的固体环氧树脂;-基于单组分热固化性环氧树脂胶粘剂的总重量计1-8重量%,更特别是2-6重量%的至少一种用于环氧树脂的潜伏性固化剂,更特别是双氰胺;-2至13毫摩尔、2.5至10.5毫摩尔、2.5至8.5毫摩尔、2.5至6毫摩尔,更优选3至5毫摩尔的所述至少一种羧酸/100克环氧树脂胶粘剂,其中所述至少一种羧酸选自琥珀酸和邻苯二甲酸酐;-基于环氧树脂胶粘剂的总重量计5-30重量%、7-25重量%、10-20重量%,更优选10-15重量%的至少一种韧性改进剂d,其选自末端封闭型聚氨酯聚合物d1和液体橡胶d2;-基于单组分热固化性环氧树脂胶粘剂的重量计优选0.1至3重量%的物理或化学发泡剂;-基于环氧树脂组合物的总重量计优选5-40重量%,优选20-40重量%的选自碳酸钙、氧化钙和热解法二氧化硅的填料f。进一步可能有利的是,该优选的单组分热固化性环氧树脂胶粘剂在基于环氧树脂胶粘剂的总重量计大于80重量%,优选大于90重量%,更特别大于95重量%,尤其优选大于98重量%,最优选大于99重量%的程度上由上述成分构成。该单组分热固化性环氧树脂胶粘剂具有在25℃下大于10000pas,更特别在25℃下大于15000pas的粘度。在25℃下的粘度特别优选具有大于25000pas的值。该环氧树脂胶粘剂最优选在25℃下是固体。该单组分热固化性环氧树脂胶粘剂更优选具有在60℃下大于5000pas,更特别在60℃下大于8000pas的粘度。在此借助具有可加热板的流变仪(mcr301,antonpaar)(间隙1000μm,测量板直径:25mm(板/板),形变:在5hz下0.01,温度:25℃)以示波法测量粘度。在测量在60℃下的粘度的情况下,测量温度相应地为60℃。该热固化性环氧树脂胶粘剂优选基本不含羟烷基酰胺或羟烷基脲h。羟烷基酰胺含有式(vi)的化学结构部分。羟烷基脲含有式(vii)的化学结构部分。在这些式中,m’表示2至6,更特别为2的数值,且r4‘表示h或具有1至5个碳原子的烷基,或表示式cm‘h2m‘oh的羟烷基。术语“基本不含”在此是指基于该单组分热固化性环氧树脂胶粘剂中的羧酸的总摩尔量计,小于羧酸摩尔量的50%,更特别小于羧酸摩尔量的20%,优选小于羧酸摩尔量的10%,最优选小于羧酸摩尔量的5%的比例。当本发明的环氧树脂胶粘剂包含上文所述羧酸和羟烷基酰胺或羟烷基脲h时,这些组分可能在温度提高时互相反应并可能通过缩合反应而提供水,这可能导致经固化的环氧树脂胶粘剂的不受控发泡。热稳定性材料的粘合需要这种类型的胶粘剂。热稳定性材料是指至少在固化时间期间,在100-220℃,优选120-200℃的固化温度下尺寸稳定的材料。它们更特别是金属和塑料,如abs、聚酰胺、聚苯醚、复合材料如smc、不饱和聚酯grp(gfk)和环氧化物或丙烯酸酯复合材料。热稳定性塑料还特别是聚砜或聚醚砜。一个优选应用是在至少一种材料是金属的情况下。该金属更特别是已通过阴极电泳涂装(cec)涂布的金属。相同或不同金属的胶粘被认为是一个特别优选的用途,特别是在汽车工业中的白车身构造中。优选金属特别是钢,尤其是电解镀锌的、热浸镀锌的、上油的钢、bonazinc涂布的钢和随后磷化的钢,以及铝,特别是在汽车制造中常遇到的变化形式中。这种类型的胶粘剂更特别首先在10℃至80℃,更特别10℃至60℃的温度下与要粘合的材料接触,随后在通常100-220℃,优选120-200℃的温度下固化。本发明的另一方面因此涉及一种胶粘热稳定性基底的方法,其包括以下步骤:i)将如上文详细描述的热固化性环氧树脂胶粘剂施加到热稳定性基底s1的表面上,更特别是金属的表面上;ii)使施加的热固化性环氧树脂胶粘剂与另一热稳定性基底s2的表面,更特别是金属的表面接触;iii)将所述热固化性环氧树脂胶粘剂加热到100-220℃,更特别是120-200℃,优选160至190℃的温度;其中基底s2由与基底s1相同的材料或不同的材料构成。热稳定性基底s1和s2更特别是如上文已经提到的热稳定性材料。由这种类型的胶粘热稳定性材料的方法产生包含经固化的胶粘组装件的制品。这种类型的制品优选是车辆或车辆的附装组件。此外,本发明的组合物不仅适用于汽车制造,还适用于其它应用领域。特别应提及的是在运输工具构造如船舶、货车、公共汽车或轨道车辆中、或在消费品如洗衣机的构造中的相关用途。借助本发明的组合物胶粘的材料在通常120℃至-40℃,优选100℃至-40℃,更特别是80℃至-40℃的温度下使用。本发明的热固化性环氧树脂胶粘剂的一个特别优选的用途是其作为车辆构造中的热固化性,更特别是可发泡的车体构造胶粘剂的用途。本发明的热固化性环氧树脂胶粘剂的另一特别优选的用途是其用于胶粘或加强金属结构,或车辆构造或夹芯板构造中的空腔的增强性填充的用途。特别优选用于车辆构造中的空腔的增强性填充。特别可以将该热固化性环氧树脂胶粘剂施加到载体上。这种类型的载体特别由上文已作为热稳定性基底s1提到的那些的热稳定性材料制成。在这种情况下,该热固化性环氧树脂组合物以熔融状态施加到载体工具上。因此,可以简单地实现用于加强金属结构的增强元件,其具有其上已施加所述热固化性环氧树脂组合物的载体。将这些增强元件固定在待增强的金属结构上,或固定在待增强的金属结构的空腔中。在此可通过固定件,如通过夹具、钩子、铆钉、螺钉、凹槽或胶粘剂,或可借助能够实现夹持的该结构的合适几何形状进行固定。因此优选的是,该载体具有这种类型的固定件。尤其优选的是,待增强的结构具有与该固定件对应的配合件,例如向外突出的边缘/钩子或螺钉/螺纹。本发明的另一方面因此涉及一种经固化的环氧树脂胶粘剂,其通过将上文详细描述的热固化性环氧树脂胶粘剂加热到100-220℃,优选120-200℃的温度获得。更特别地,本发明的另一方面涉及一种结构泡沫,其由如已经描述的热固化性环氧树脂胶粘剂通过加热获得。结构泡沫的必要性质首先在于其在加热时发泡,其次其能够通过该组合物的化学固化传导大的力并因此加强所述结构,通常是金属结构。这种类型的结构泡沫通常用于金属结构的空腔中。它们特别也可用作上文所述增强元件中的成分。它们可以例如安装在运输工具的车体的支撑柱的空腔中。载体将这一增强元件固定在所需位置。通常在白车身构造中,即在车体的构造过程中引入该增强元件。在经过cec浴后,车体进入cec炉,在这里在通常160至190℃的温度下烘烤cec涂料。在这些温度下形成的水蒸气作为发泡剂导致形成泡沫,并且该热固化性组合物在此发生化学反应而交联,这导致该胶粘剂固化。这些增强元件因此经常用于在组装后由于这些空腔的形状和/或窄尺寸而在许多情况下难以进行这些空腔的有效增强、密封或难以阻挡噪声传播的位置。借助这些结构泡沫,可以获得尽管重量更低但高强度并密封的结构。此外,由于该结构泡沫的填充和密封功能,也可以分割空腔的内部空间,并因此实现行驶噪声和振动的显著降低。本发明进一步包括如所述的至少一种选自取代或未取代琥珀酸和取代或未取代邻苯二甲酸的羧酸用于提高单组分热固化性环氧树脂胶粘剂,更特别是在车辆构造和夹芯板构造中的热固化性环氧树脂胶粘剂根据astmd1002-10在170℃下固化20分钟和/或在205℃下固化40分钟,更特别在170℃下固化20分钟时的拉伸剪切强度的用途。这优选是如上文所述的热固化性环氧树脂胶粘剂。拉伸剪切强度的提高涉及与不含任何上文所述羧酸的单组分热固化性环氧树脂胶粘剂比较。拉伸剪切强度优选通过实施例部分中使用的方法测定。所用的所述至少一种羧酸的种类和量优选为上文所述的种类和量,特别优选也使用上文确定为优选的种类和量。在下文中借助实施例进一步阐释本发明,但它们无意以任何方式限制本发明。具体实施方式实施例实施例中,为了测试各性质使用以下试验方法。粘度借助具有可加热板的流变仪(mcr301,antonpaar)(间隙1000μm,测量板直径:25mm(板/板),形变:在5hz下0.01,温度:20℃-70℃,加热速率10℃/min)以示波法测量粘度。拉伸剪切强度(lss)该测定遵循astmd1002-10进行。使用下列设置测定拉伸剪切强度(尺寸以mm计):试验温度:23℃胶粘面积:12.7mm×25.4mm胶粘层厚度:0.8mm固化:在170℃下20分钟,或在205℃下40分钟试验速度:13mm/min内聚破坏/粘结破坏(破坏模式)由拉伸剪切强度获得的破坏模式的目测评估划分成cf和af。cf=内聚破坏,af=粘结破坏。测试实施例用于环氧树脂胶粘剂的基础配方是如下所述的配方:基础配方:原材料重量%式(ii)的液体环氧树脂,其中指数s小于0.220式(ii)的固体环氧树脂,其中指数s为2至1215双氰胺3式(i)的末端封闭型聚氨酯聚合物d110液体橡胶d210发泡剂0.1干燥剂3由碳酸钙、氧化钙和热解法二氧化硅组成的填料混合物38.9在每种情况下向基础配方中加入下表1中列举的指定比例的羧酸(以mmol酸/100g环氧树脂胶粘剂计的数据)。作为参比,测试没有添加羧酸的基础配方(参比1和参比2)。此外,作为非本发明的羧酸,使用琥珀酸1-[2-(异丙烯基羰氧基)乙基]酯(参比3和参比4)。用于粘合性测试的基底是上油的钢板或铝。拉伸剪切强度(lss)以及破坏模式的测量结果同样列在表1中。由这些结果显而易见,无羧酸的组合物表现出明显较低的拉伸剪切强度值。也可得出在两种固化温度下在铝基底上都是粘结破坏模式。此外,琥珀酸1-[2-(异丙烯基羰氧基)乙基]酯,作为由甲基丙烯酸(2-羟乙基)酯(hema)和琥珀酸形成的单酯,证实是非本发明的羧酸的反面实例(参比3和参比4)。这些组合物也表现出明显更低的拉伸剪切强度值。所有组合物参比1–参比4以及实施例1-实施例6在25℃下是固体,因此具有大于25000pas的在25℃下的粘度。在60℃下的粘度为10000pas。表1,*mmol羧酸/100g环氧树脂胶粘剂,**在经固化的胶粘剂上的褐色点状变色。当前第1页12
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