本发明通常涉及一种腔体密封，例如用于改善机动车辆中的吸声，用于改善车辆的刚度和/或避免如空气、灰尘和/或水分等不需要的成分进入车架。更具体地，本发明涉及白色系统(whitesystem)中机动车辆车身。。
背景技术：
交通运输业继续需要隔挡、加固和密封的方法，这些方法提供改进的功能，同时减少重量和成本。减少这些问题的一种技术是采用挡板结构，在白色结构的主体的空腔内，有效地阻隔声音通过金属板腔传播和/或避免如空气、灰尘和/或水分等不需要的成分进入车架。然而，一直需要进一步降低噪声和/或增加车架的刚度，和/或进一步减少例如如空气、灰尘和/或水分等不需要的成分进入车架。
因此，本发明的问题是提供一种用于密封机动车辆车架的腔体的改进系统。
技术实现要素：
该问题通过一种用于密封机动车辆车架的腔体的系统来实现，该系统包括：
(a)与机动车辆结构相关联的壁；以及
(b)在可膨胀材料膨胀之前，由挤出机布置在所述壁的至少一部分上并与所述壁接触的可膨胀材料，
其中，当暴露于通常在机动车辆生产期间用于车架的高温时，可膨胀材料的膨胀率≥400％，优选≥800％或>800％，更优选≥1000％，并且其中可膨胀材料在其布置到所述壁之前和之后，该可膨胀材料在环境温度下是干燥的。
本发明涉及腔体的密封，特别白色结构中的机动车辆车身的腔体的密封，例如车辆车顶纵梁和支柱结构等。该系统通常采用基板，该基板在其表面的一部分上优选通过挤出涂覆有可膨胀材料，并且特别是热活化树脂可膨胀材料。优选地，可膨胀材料作为粒料提供，其被挤压成型。在挤出机的出口处，可膨胀材料作为珠粒提供，其直接施用到壁上。对于该应用，挤出机和/或壁彼此相对移动。
通过挤出机将可膨胀材料施用到机动车辆结构的壁上。优选地，该挤出机连接到机器人，该机器人使挤出机相对于壁移动。该应用可以由可视化装置支持，例如照相机，其拍摄所施用的可膨胀材料的珠粒的照片。附加计算机系统可以分析可扩展材料是否在正确的位置和/或具有正确的形状。
优选地，可膨胀材料在其施用到所述壁之前和之后，以及在其膨胀之前，该可膨胀材料在环境温度(大约20℃的温度)下是干燥的，这意味着该可膨胀材料可以被处理和/或部件可以堆叠而不会粘在一起。
在特别优选的实施例中，基板是金属、塑料或复合材料车身构件的内壁，并且其部分涂覆有热活化聚合物，例如可成型热熔胶基聚合物或可膨胀构造泡沫，其示例包括烯烃聚合物、乙烯基聚合物、含热塑性橡胶的聚合物、环氧树脂、氨基甲酸酯等。
根据本发明，可膨胀材料的膨胀率为至少400％，优选至少800％，更优选至少1000％或甚至更高。这确保了结构适当地密封以防备如空气、灰尘和/或水分等不需要的成分，改善噪声降低和/或改善车架的结构特性。可膨胀材料的膨胀被高温利用，该高温通常在机动车辆生产期间(例如，在电泳处理期间或者对车架涂覆颜色期间)被提供给车架。
在一个优选实施例中，可膨胀材料被放置在一个或多个内壁上或附近，所述内壁限定白色的机动车辆车身内的腔体，例如车辆车顶纵梁、支柱、摇臂或其他。可膨胀材料被活化以实现聚合物在腔体内的转化(例如，膨胀或流动)。
优选地，所述壁限定白色的机动车辆车身的腔体。更优选地，所述壁是车辆支柱的内壁表面。
优选地，所述可膨胀材料是热活化的热塑性可发泡材料。
更优选地，所述可膨胀材料是声聚合物，结构聚合物和/或密封聚合物。
优选地，所述壁包括暴露表面。
根据本发明的优选实施例，所述壁是中空结构构件的内壁。
优选地，所述壁是机动车辆车身板件或加固构件。
优选地，所述壁和可膨胀材料之间的粘合性能在0.25-1.5n/mm2，优选0.5至1n/mm2，这取决于表面的状态和壁的材料。
本发明具有以下优点：
-可膨胀材料的自动施用取代了手动操作，因此更便宜且更可靠。
-在挤出之前，材料以颗粒形式提供，易于处理。
-该系统不需要在壁上形成难以获得的孔，例如当壁由高强度钢制成时、以及当孔可以使壁变得不牢固并且延伸到车辆结构时。
可膨胀材料优选是热熔胶黏剂制剂，包括：
(i)一种或多种固体聚合物
(ii)触变填料
(iii)发泡剂系统
(iv)交联体系，包括
-第一交联剂，其活化温度在胶黏剂被加热至发泡温度的温度范围内，以将胶黏剂的熔体粘度增加至烘烤阶段中的温度，并且
-第二交联剂，其活化温度在发泡温度范围内，以使发泡制剂交联。
在施用后，胶黏剂被加热至发泡温度的温度范围在本文中被称为循环烘烤阶段。本发明降低了胶黏剂在该阶段中由于黏着失效而下垂并且或许从基板掉落的可能性。
胶黏剂润湿其所施用的表面，这改善了表面上任何油和其他污染物的吸收，从而改善了粘合性，并且这里需要较低的熔体粘度。
因此，使用本发明的胶黏剂制剂允许在一个位置上将胶黏剂施用到基板，以提供支撑非粘性热活化胶黏剂的基板。如果需要，可以将基板输送到第二位置，在第二位置可以将基板组装并通过烘烤循环加热系统以引起发泡和粘合性能的开发。使用本发明的胶黏剂具有以下益处：降低在循环烘烤阶段中胶黏剂和基板之间黏着失效的可能性。
这在诸如汽车、铁路和飞机工业的工业中特别有用，其中诸如板件的部件在一个位置制备并且被运输到另一个位置进行组装。该胶黏剂还特别适用于适当的挤出应用，例如美国专利公开2006/0127584中所述，其中该胶黏剂可以通过所描述的技术在一个位置施用，然后运输到别处。
存在的第一交联剂与触变填料允许制剂例如通过熔融涂覆进行施用，如在低熔体粘度下挤出同时保持其形状，以粘附到具有足够强度的表面上，并且冷却时要保持干燥，并在烘烤阶段保持其与基板的粘合性及其形状。第一交联剂的活化温度优选为80℃-150℃，更优选为100℃-130℃。还优选的是，第一交联剂在该温度范围的半衰期相对较短。
配制胶黏剂，使其在比将其施用到基板上的温度更高的温度下发泡。因此，存在的在较高发泡温度下活化的第二交联剂，将在发泡阶段被活化以增加粘度来保持由发泡剂产生的气体和为发泡结构提供强度。第二交联剂的活化温度优选为130℃-220℃，更优选为140℃-180℃，并且在第一交联剂的活化范围内的温度下的半衰期较长。
用于本发明的聚合物优选为乙烯的共聚物(和三元共聚物)。特别地，诸如乙烯基酯以及丙烯酸和甲基丙烯酸酯的不饱和酯是有效的。如本文所用的术语“共聚物”是指两种或更多种单体的聚合物。特别优选的是乙烯/丙烯酸酯共聚物，更特别的是乙烯和丙烯酸丁酯(优选为丙烯酸正丁酯)的共聚物。可以使用的聚合物的示例包括：
(i)乙烯-乙酸乙烯酯共聚物
(ii)乙烯-丙烯酸甲酯共聚物
(iii)乙烯-丙烯酸丁酯共聚物
(iv)乙烯-2-己基丙烯酸乙酯共聚物
(v)聚酰胺聚合物
(vi)甲基丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酸酯，乙烯共聚物
(vii)羧化乙烯-甲基共聚物
(viii)羧化乙烯-丙烯酸丁酯共聚物
(ix)乙烯三元共聚物
(x)马来酸酐接枝聚合物。
聚合物可以占制剂的30-90wt％，优选50-80wt％，并且可以使用这些聚合物的混合物。
优选使用在共混物中含有增粘树脂的聚合物共混物，优选的聚合物体系包括：
(i)一种或多种乙烯/不饱和酯共聚物，以及
(ii)增粘树脂。
乙烯/不饱和酯共聚物的选择将取决于胶黏剂的用途。然而，特别优选的混合物包含两种乙烯-丙烯酸酯共聚物以及乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和增粘树脂。我们发现，使用高熔体指数乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和增粘树脂的组合在应用温度下提供低熔体粘度和对油性表面的较好粘合性能。
特别地，我们发现具有320g/10min熔体流动指数(iso1133190℃，2.16kg)的乙烯-丙烯酸酯共聚物与具有800g/10min熔体流动指数的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物组合，可以获得粘性黏着失效。
包含第一交联剂和触变填料进一步提供干燥的胶黏剂，在施用后，其可以膨胀以产生具有较好留着性能的胶黏剂泡沫。增粘树脂可以是本领域已知的任何树脂，可以是脂族或芳族烃树脂，或者可以是天然萜烯基树脂。优选的树脂是由crayvalley以商品名norsolene销售的树脂，特别是软化点在95-115℃范围内的芳族树脂，例如norsolenes105。存在的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与增粘树脂提供了具有相对较低的屈服点和熔体粘度的制剂，其然后允许油从金属表面迁移到聚合物基质中，使得熔融的聚合物可以吸收表面污染。此外，这允许熔融的化合物更容易地贴合表面。基于增粘树脂的制剂，我们优选使用10-30wt％。
优选的聚合物混合物包含第一乙烯/丙烯酸正丁酯共聚物，其含有35wt％的丙烯酸正丁酯，并且具有320(g)/10min的熔体流动指数；第二乙烯/丙烯酸酯共聚物，其具有8g/10min的熔体流动指数；乙烯/乙酸乙烯酯共聚物，其含有28wt％的乙酸乙烯酯，并且具有800g/10min的熔体流动指数；以及烃类增粘树脂。
例如，我们发现本发明的制剂在所引用的剪切速率下可具有以下性质。
当在平行盘式流变仪上以1％应变测量时。优选的是，在1s-1剪切速率和90℃下，粘度在500-1000pa·s的范围内，而在100s-1剪切速率下，粘度在100-5000pa·s的范围内。
然而，较低粘度的益处必须与胶黏剂在烘烤阶段中保持其形状、在发泡过程中捕获气体以及在发泡温度下的烘烤阶段中避免熔融聚合物系统不期望的流动的能力相平衡。因此，必须包括在发泡和烘烤循环期间增加聚合物熔体粘度且不损害粘合剂熔融施用(例如，通过挤出)所需的流动性的成分。这通过包含第二交联剂来实现。触变填料优选是二氧化硅，特别有用的是气相二氧化硅。可以使用的其他触变填料包括聚酰胺蜡、丙烯酸聚合物(特别是高分子量聚合物)、层状硅酸盐和改性脲。我们优选使用经处理的二氧化硅来限制在制剂储存期间对如空气、灰尘和/或水分等不需要的成分的吸收，并且优选有机硅烷处理的二氧化硅。我们发现，基于的总重量1wt％-15wt％，优选2wt％-8wt％的填料特别适用于在固化烘烤循环期间获得所需的熔体粘度。
可以使用在适当温度下具有所需活化温度和交联动力学的任何合适的交联剂。合适材料的示例包括硫磺固化体系、过氧化物、树脂固化体系和金属氧化物固化体系。交联体系包括在烘烤开始的低温下具有快速动力学的第一交联剂(例如，在100℃下小于30分钟的(半衰期))，以及在烘烤开始温度下具有较长(半衰期)(例如，几小时)、而达到标称烘烤温度时具有较短(半衰期)(例如，在150℃下小于5分钟)的第二交联剂。
我们发现过氧化苯甲酰(在100℃下的半衰期为23.4分钟)和1,1'(二叔丁基过氧化物)-3,3,5三甲基环己烷过氧化物(在100℃下的半衰期为376分钟，150℃下的半衰期1.3分钟)的组合特别有用。在胶黏剂的烘烤阶段，过氧化苯甲酰将首先在低于发泡温度下分解，从而在熔融聚合物制剂中形成凝胶以增加其粘度；我们发现，基于制剂的重量，高达0.1wt％-5wt％的过氧化苯甲酰是特别有用的。其可以以吸附在矿物填料上的形式使用。1,1'(二叔丁基过氧化-)3,3,5三甲基环己烷过氧化物在活化温度下分解较慢，而在发泡温度下分解较快，从而使泡沫结构固化，可以再次使用高达0.1％-5wt％。交联体系还可含有用于交联剂的活化剂，其可用于使交联速度与发泡剂分解动力学同步。可以使用的活化剂的示例是双酚a二丙烯酸酯。根据要完成发泡的温度选择发泡剂。发泡剂可以是物理或化学发泡剂，物理发泡剂可以包括收集在热塑性壳中的挥发性气体，其软化并使气体在发泡温度下膨胀。然而，优选在加热时分解产生气体的化学发泡剂，例如偶氮二甲酰胺、对甲苯硫化酰肼(tsh)和丙酮氧化酶(pp'oxybis)(苯)磺酰基氢化物(obsh)，并且基于制剂的重量，优选使用1-10wt％，发泡系统还可包括活化剂，其允许膨胀率与交联反应同步。氧化锌是适合的活化剂，并且基于制剂重量，可以使用1-10wt％。
因此，通过适当选择交联体系和发泡剂系统，可以控制从施用到烘烤、膨胀和固化的制剂的粘度，以获得足够的粘合性，在环境温度下的非粘性材料，它在烘烤阶段保持其形状的材料，受控的发泡和保持其结构的泡沫。当将本发明的制剂在70120℃的温度下施用到基板上时，通常可以实现优异的粘合性，并且在140℃-220℃的温度下活化发泡以及发泡和粘合性能的开发。在施用期间，优选的是，熔体粘度指数在10kg负荷下且90℃下为20-80g110(10)min。
可以掺入的其他材料是填料，例如碳酸钙和颜料。
在本发明的胶黏剂制剂在汽车制造中的优选用途中，将各成分混合并放入挤出机中，挤出机将其加热至其软化点(在70℃和120℃之间)，并将其成形在连续珠粒。
然后，可以将熔融的珠粒施用到通常在施用胶黏剂之前预热的车身部分上，因为这可以改善珠粒的粘性。预热温度应与胶黏剂的熔融体温度相似。可以使用美国专利公开2006/0127584中描述的挤出技术使用珠粒。冷却后，将部件组装到车辆中。车身组件通过防腐处理，有时称为电泳涂装。在电泳涂装烘烤过程中，珠粒膨胀，(粘附)并在部件与其环境之间提供密封。为了密封性的目的，这可以用于减振、或隔音、或对灰尘和水的密封。