[發(fā)明專利]水作為發(fā)泡劑的熱固性環(huán)氧樹脂組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110263340.X
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102399358A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·芬特;E·詹多比
• 申請（專利權(quán)）人: SIKA技術(shù)股份公司
• 主分類號: C08G59/24
• 分類號: C08G59/24;C08G59/38;C08G59/50;C08G59/68;C08K5/092;C08K5/20;C08K5/21;C08L63/02;C08L63/04;C08J9/06;C09J163/02;C09J163/04
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 吳小瑛;任曉華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱固性環(huán)氧樹脂組合物及其特別是在汽車制造和夾心式儀表板制造中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

長期以來，熱固性環(huán)氧樹脂組合物作為粘合劑用在白車身以及加強元件或結(jié)構(gòu)泡沫中。

熱固性環(huán)氧樹脂組合物的一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域是在汽車制造中，特別是在粘結(jié)時或者白車身中的空腔起泡時。在這兩種情況下，根據(jù)環(huán)氧樹脂組合物的應(yīng)用，將車身在KTL(陰極浸涂)爐中加熱，由此熱固性環(huán)氧樹脂組合物固化并可能起泡。

具有熱固性環(huán)氧樹脂組合物的加強元件在熱作用下形成結(jié)構(gòu)泡沫，這種加強元件例如以商品名已知。專利文獻US?6,387,470B1例如公開了一種熱固性的且可起泡的密封材料，該密封材料在具有5至20重量％的熱塑性塑料(例如聚苯乙烯)和30至45重量％的熱塑性彈性體(例如SBS-嵌段共聚物)的情況下包含液體環(huán)氧樹脂與固體環(huán)氧樹脂的混合物。然而，這種組合物的機械特性(特別是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)和粘附特性由于高含量的SBS-嵌段共聚物而變差。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)快速固化，除了環(huán)氧樹脂的可熱激活的固化之外還使用常見的促進劑。一類重要的促進劑是尿素。例如由專利文獻WO2004/106402A2和WO2004/055092A1已知可以使用尿素作為促進劑的熱固性環(huán)氧樹脂組合物。

環(huán)氧樹脂組合物的起泡一般通過化學(xué)的發(fā)泡劑，通常為加熱時分解的有機氮化合物，或者通過由易于沸騰的有機化合物填充的可膨脹的聚合物中空球體。首先，通過分解反應(yīng)主要放出氮氣，根據(jù)條件生成作為副產(chǎn)物的有毒的氨。另一方面，聚合物中空球體由易燃的有機化合物填充，由此對于存儲和運輸有特殊的規(guī)定。這種化學(xué)發(fā)泡劑以Akzo?Nobel公司的或Chemtura公司的或Lehmann&Voss，Deutschland公司的的商品名已知。

此外，在文獻中還描述有二氧化碳，其通過白堊(CaCO₃)與磷酸在聚合物基體中的轉(zhuǎn)化而生成。然而，這種方法僅對于雙組分的環(huán)氧樹脂組合物是可能的，且就此而言對于(單組分的)熱固性環(huán)氧樹脂組合物這種方法被排除在外。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種熱固性環(huán)氧樹脂組合物，其一方面在室溫下具有良好的存儲穩(wěn)定性和良好的機械特性、熱學(xué)特性和粘附特性，而另一方面提供了無毒、且對于存儲和運輸無不利規(guī)定的發(fā)泡劑來產(chǎn)生結(jié)構(gòu)泡沫。

此目的可以出乎意料地通過根據(jù)權(quán)利要求1的熱固性環(huán)氧樹脂組合物來實現(xiàn)。這種環(huán)氧樹脂組合物能夠特別優(yōu)良地用作單組分的、在室溫下固態(tài)的熱固性的粘合劑，特別是用作在汽車制造中的熱固性單組分白車身粘合劑，以及用于制造用于加強空腔、特別是金屬結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)泡沫。

此外，特別出乎意料地發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的熱固性環(huán)氧樹脂組合物在通常用于熱固化的溫度條件下形成的泡沫具有高機械強度、高玻璃強度和在金屬或非金屬的基材上良好的粘附性，同時可以完全消除已知有毒的或易燃的發(fā)泡劑的使用。

本發(fā)明的其它方面由其它獨立權(quán)利要求給出。本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施方式由從屬權(quán)利要求給出。

具體實施方式

本發(fā)明涉及一種熱固性環(huán)氧樹脂組合物，其包含：

-至少一種固體環(huán)氧樹脂A1，其每分子平均具有多于一個環(huán)氧基團；

-任選的至少一種液體環(huán)氧樹脂A2，其每分子平均具有多于一個環(huán)氧基團；

-至少一種用于環(huán)氧樹脂的固化劑B，其通過溫度升高而被激活；

-至少一種羧酸C；

-至少一種羥烷基酰胺或羥烷基尿素H；以及

-至少一種基于尿素衍生物的促進劑E，以激活組分A1和任選的A2與B的轉(zhuǎn)化。

根據(jù)本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物具有組分A1、B和任選的A2，它們在溫度升高時通過交聯(lián)反應(yīng)形成環(huán)氧樹脂基材。此外，根據(jù)本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物具有羧酸C和羥烷基酰胺或羥烷基尿素H，它們在溫度升高時彼此反應(yīng)并通過縮合反應(yīng)產(chǎn)生水，水在給定的溫度條件(蒸汽形式)下特別適于作為發(fā)泡劑。

然而，僅僅這些組分的反應(yīng)不會導(dǎo)致形成具有期望特性的結(jié)構(gòu)泡沫。在傳統(tǒng)使用的溫度(100℃至220℃)下，環(huán)氧樹脂基材的粘性僅為極小的，由此通過縮合反應(yīng)生成的水蒸氣在相應(yīng)的環(huán)境下擴散并由此不再能用作發(fā)泡劑。這會不利地影響泡沫形成和泡沫質(zhì)量并最后使得使用水作為發(fā)泡劑的想法不能實現(xiàn)。