[发明专利]固态可热膨胀材料

说明书

本分案申请是基于申请号为200680027660.2的发明名称为“固态可热膨胀材料”的原始中国专利申请的分案申请。

本申请享有美国临时申请60/696183(申请日2005年7月1日)优先权的权益，此申请内容也列入本文供参考。

技术领域

长久以来，可热膨胀材料已用于汽车工业和其它若干工业中。可热膨胀材料可用作隔音材料，也可用作结构增强材料。例如，可将一些可膨胀材料模塑在载体上并置于汽车的内腔如立柱内腔中。然后，可将可膨胀材料加热至活化温度。当材料被活化时，发生膨胀。一旦膨胀，该材料就粘固在至少部分汽车内腔中，而有效地使内腔密封。膨胀后，材料发生固化。该固化材料具有隔音或阻隔作用。

此外，作为实例，一些可膨胀材料可为包括汽车中表面在内的各种表面起结构增强作用。例如，可将可膨胀材料(本身或与载体一起)配置在汽车构件(如框形梁等)中的基体(如塑料表面或金属表面等)上或其附近。然后，将该材料加热至活化温度。当材料被活化时，发生膨胀。一旦膨胀，该材料就会粘固在至少部分基体上。膨胀后，材料发生固化。该固化材料对基体起结构增强作用。这就是说，由于固化材料的存在，该基体不易发生弯曲、扭曲、皱缩等现象。

背景技术

Sika Corporation(Madison Heights，Michigan)已销售商品名为SIKABAFFLE的可热膨胀材料，该材料已公开在美国专利5266133和5373027中，该两专利内容已全文列入本文供参考。Sika Corporation也销售商品名为SIKAREINFORCER的可热膨胀增强材料。Sika Corporation拥有的一系列可热膨胀增强材料已公开在美国专利6387470中，该专利内容已列入本文供参考。

用于增强目的的可热膨胀材料应具有一些所希望的特性。有利的是，处于未固化状态的可热膨胀材料应具有可易于采用现有制造设备来进行加工，其表面基本上不粘，以便于处理的一致性。有利的是，处于未固化的可膨胀材料能避免在高湿、高温环境下发生过早固化和/或发生其它降解。

处于固化状态的可热膨胀材料应在约-40℃-约80℃的温度范围内大体上保持其机械性能。所谓机械性能大体保持是指：如果在此温度范围内的机械性能的最高值量级为χ，则在此温度范围内的机械性能的最低值为约0.8χ。已固化材料的玻璃化转变温度应为至少约90℃或更高。已固化材料的其它理想的玻璃化转变温度为至少约95℃，至少约100℃以及至少约105℃。

发明内容

本发明提供一种固态可热膨胀材料，具有可热膨胀增强材料所应具有的一种或多种特性。本文介绍了几种固态可热膨胀材料的实施方案。所述实施方案不是对所附权利要求规定的本发明范围的限制。一种固态可热膨胀材料包含固态环氧树脂(基本上不含液态环氧树脂和半固态环氧树脂)、冲击改性剂和固化剂。由于基本上不含会迁移到材料外表面而使材料发粘的液态环氧树脂或半固态环氧树脂，因而该未固化可膨胀材料在至少约0℃-约40℃范围内具有基本不粘，并在50℃附近也可基本上保持不粘的外表面。令人惊奇的是，未固化的固态可热膨胀材料是不脆的。因此，在不含或基本不含液态环氧树脂和半固态环氧树脂的情况下，该未固化树脂材料令人意外地易于采用普通制造设备来进行加工。

一种固态可热膨胀材料的实施方案包含一种基本不含天然或合成橡胶的冲击改性剂。在该实施方案中，冲击改性剂包含一种或多种具有能与环氧树脂的环氧基团发生反应以提高可膨胀材料的综合稳定性的官能基团的热塑性化学品。在该实施方案中的固态可热膨胀材料具有出人预料的稳定性，环氧树脂与一种或多种热塑性冲击改性剂之间几乎不会以至完全不会发生相分离。这种冲击改性剂会使固态可热膨胀材料在不含或基本不含橡胶、液态环氧树脂或半固态环氧树脂的情况下仍具有出人意料水平的加工性。不含或基本不含橡胶的冲击改性剂具有额外的优点：该实施方案中固化材料的玻璃化转变温度为至少约100℃，并可以为至少约105℃或为至少约110℃。

一个固态可热膨胀材料的实施方案包含含有天然或合成橡胶的冲击改性剂。该实施方案还可包含含有一种或多种能提高可膨胀材料综合稳定性的官能基团的热塑性化合物。在该实施方案中的橡胶能提高固态材料的附加的加工性能，同时能使固化材料的玻璃化转变温度为至少约90℃，也可为至少约95℃。