[发明专利]结构粘合剂的改进或与结构粘合剂相关的改进

说明书

本发明涉及可激活结构粘合剂的改进或与可激活结构粘合剂相关的改进，尤其涉及用于粘结汽车和飞行器工业中的组件的结构粘合剂，但是所述粘合剂也可用于其它工业。

本发明涉及改进的可激活材料的提供，和包含该可激活材料的制品。可激活材料在结构的内腔内，或结构的表面之上帮助提供各种性能，包括结构增强、粘附、密封、声阻尼性能或它们的组合，或为制品(例如，机动车辆或飞行器)的一个或多个结构构件(例如车体板或结构构件)提供所述性能，尤其是在焊接凸缘内。本文所使用的术语可激活材料包括可以被环境条件或另一种条件激活而固化(例如，热固化)，和任选熔融，流动，膨胀，发泡或其组合的任何材料。该材料将固化并此外可以在暴露到如热、压力、化学暴露、它们的组合等的条件中时膨胀，发泡，流动，熔融，它们的组合等。

可激活结构粘合剂用于焊缝和机动车辆中的焊接凸缘并且还用于折边法兰。在有些情况下，提供结构粘合剂的连续带以补充已经点焊的部分的强度。焊接是既费时又高成本的方法并且在典型的汽车装配线中，可能要求数百点熔接。另外，有时不可能焊接异质材料例如钢和铝并且也不可能焊接某些聚合物和聚合物复合材料。因此希望不但提高焊段的强度而且减少任何特定位置中要求的焊接数。

结构粘合剂还用于改进汽车的刚性，这样减少车辆翻倒的可能性，改进车辆驾驶特性和提高车辆耐久性和疲劳寿命。

本发明的可激活材料可以施用于各种制品上以便增加制品的部分或构件的结构完整性或用于密封制品。这些制品的实例包括，但不限于，家用或工业用具、家具、储存器、建筑物、结构或类似物。在优选的实施方案中，将可激活材料施用于机动车辆或飞行器的部分例如机动车辆的车体或构件(例如，车辆机架导轨)上。

在一个实施方案中，本发明的材料可以是可膨胀材料，但是不可膨胀材料是更常用的。当材料是可膨胀材料时，本发明包括将呈未膨胀或部分膨胀状态的可激活材料施涂到结构的表面上并激活该材料以便使它膨胀(例如，发泡)到比其未膨胀状态下的体积大的体积(例如，大至少5％，至少50％，至少200％)。至少对于增强应用还通常优选的是体积膨胀满足膨胀的体积相对于原始未膨胀的体积小于400％，更通常小于300％，更加通常小于200％，可能地小于100％。还认为材料的体积在激活后由于固化(例如，交联)相当于可激活材料的发泡或未发泡型式更小。

要求结构粘合剂抗冲击并且在事故例如汽车碰撞中可能经历的条件下不破裂。还要求它们在它们可能经历的宽温度范围内(通常-40℃至90℃)发挥作用，但是可以经历更高的温度。当前结构粘合剂受困于它们的粘合剂性能在低温下，尤其是在小于0℃的温度下的不合需要的降低。此外，当前结构粘合剂通常在高温度，尤其是大于70℃下开始损失强度。

结构粘合剂所要求的性能是在温度和环境条件范围内良好的搭接剪切，高T剥离和在楔子冲击中良好的性能。其它合乎需要的性能包括在各种型式的暴露条件例如高湿度、盐水和高和低温下良好的粘附耐久性与物理性能随着时间的维持。在某些应用中，可能希望高弹性模量、高Tg、高失效应变及其它物理性能。

本发明提供满足这些要求并克服当前结构粘合剂的问题的粘合剂配方。

本发明因此提供粘合剂配方，其包含

i)环氧树脂和弹性体的加合物；

ii)苯氧基树脂；

iii)核/壳型聚合物；

iv)固化剂。

所述粘合剂配方可以根据所述配方将经历的应用而含有其它成分。加合物

所述环氧树脂弹性体加合物赋予所述可激活粘合剂挠性和引发塑性变形的能力。各种环氧树脂/弹性体加合物可以应用于本发明。环氧树脂/弹性体杂化或加合物可以按可激活材料的至多大约50重量％的量包括。所述环氧树脂弹性体加合物占可激活材料的大约至少5重量％，更通常至少7重量％，更加通常至少10重量％，更优选基于所述可激活材料是大约5重量％-20重量％加合物。含弹性体的加合物可以是两种或更多种特定加合物的组合并且该加合物在23℃的温度下可以是固体加合物，液体加合物或半固态物，也可以是它们的组合。在一个优选实施方案中，加合物由基本上全部(即，至少70％，80％，90％或更多)的在23℃的温度下是固体的一种或多种加合物组成。已经出人意料地发现，当将所述加合物与核/壳型聚合物和苯氧基树脂一起使用时，可以采用较小量的所述加合物在宽的温度范围内达到合乎需要的粘合性能。加合物的这种较低量例如5％-15重量％赋予结构粘合剂高温稳定性，因为几乎不存在配方的Tg的不合需要的降低。