成形的可膨脹材料的製作方法

2023-06-18 14:36:16

專利名稱：成形的可膨脹材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及適用於製品的成形的可膨脹材料。更具體地說，本發明涉及經成形應用於交通車輛例如機動車輛的空腔或其它位置以為該車輛提供密封、阻擋、增強、減弱聲音、消除聲音、它們的組合等的可發泡材料。
背景技術：
多年來，工業，尤其是運輸工業涉及為製品如機動車輛提供功能屬性密封、阻擋、減弱聲音、消除聲音和增強。而工業中又開發了各種材料和部件用以提供這些功能屬性。在繼續這種革新的興趣方面，本發明尋求提供改進的材料和/或改進的部件以便提供這些功能屬性。該材料和/或部件可以提供密封、阻擋、減弱聲音、消除聲音、它們的組合等，但是所述部件和/或材料已經發現尤其適合提供增強。發明概述部件由可膨脹材料形成並且該部件設置成為製品結構提供增強、阻擋、密封或它們的組合。通過提供顯示自撐特性的可膨脹材料形成該部件。該自撐特性經由以下一種或多種手段提供部分固化該可膨脹材料，該可膨脹材料的快速固化時間和/或在該可膨脹材料內包括較高分子量聚合物材料、增韌熱塑性塑料和/或觸變性或纖維性填料。可以通過模塑、擠出或其它技術將該部件成形。此後，通常將該部件插入至少部分由該製品的結構限定的空腔中。在插入之後，通常將該可膨脹材料激活以固化，膨脹和附著於該結構的壁。附圖
簡述圖I是由根據本發明一個方面的可膨脹材料形成的成形部件的透視圖。圖2是由根據本發明一個方面的可膨脹材料形成的另一個成形部件的透視圖。圖2B是圖2的部件的橫截面。圖3是由根據本發明一個方面的可膨脹材料形成的另一個成形部件的透視圖。圖4是用於形成根據本發明一個方面的部件的示例性方法、機器或兩者的側視圖。詳細描述本發明預期提供一種成形的可膨脹材料，形成和/或使用該成形材料的方法和包括該材料的製品。該可膨脹材料可以用來形成部件用於為製品例如建築物、器具等的結構提供功能屬性例如密封、阻擋、減音、消音(altervation)、增強或它們的組合。可膨脹材料的部件尤其適合於為交通車輛(例如，船舶、火車、機動車輛)提供這些功能屬性。
該成形可膨脹材料的形成通常包括以下之一或任意組合I)將組分混合以形成可膨脹材料，這類組分包括一種或多種聚合物材料、一種或多種固化劑和一種或多種發泡劑；2)將該可膨脹材料成形以形成適用於製品結構的成形可膨脹部件；3)與製品的結構相鄰的(例如在該製品空腔內)放置該成形可膨脹部件；和
4)將該成形可膨脹部件激活以致該部件膨脹(例如，起泡沫)，附著於該結構的壁並固化(例如，熱固性材料)。有利地，本發明可膨脹材料的組分和加工可以提供基本上完全均勻地由可膨脹材料形成的部件，其中該部件是足夠自撐的以致，在該可膨脹材料的激活後，該部件將膨脹以增加由該部件佔據的體積而該部件不會顯著地損失其形狀。或者，然而，所述組分和方法可以用來形成具有更顯著形變的部件也被考慮。該可膨脹材料可以包括多個不同的組分或成分例如聚合物材料、固化劑、固化劑促進劑、發泡劑、發泡劑促進劑、填料、增稠劑、表面活性劑、粘合促進劑、它們的組合等。通常，該可膨脹材料將被配製包括在該可膨脹材料的激活過程中幫助提供該可膨脹材料自撐式特性的成分或根據技術。作為一個實例，該可膨脹材料將包括一種或多種用於提供自撐的較高分子量聚合物材料。作為另一個實例，該可膨脹材料可以包括幫助賦予該可膨脹材料自撐特性的填料(例如纖維)。作為又一個實例，該可膨脹材料可以包括第一固化劑，它在該可膨脹材料的激活之前(例如，在該可膨脹材料的形成、加工和/或成形過程中)至少部分將該可膨脹材料固化以提供自撐特性。還認為，可以使用較快和/或較低溫度固化劑和/或固化劑促進劑和/或較快或較低溫度發泡劑和/或發泡劑促進劑來使發泡和固化時間最小化以致達到該可膨脹材料的激活同時該可膨脹材料保持自撐。當然，可以結合地使用這些材料或技術來形成尤其受希望的可膨脹材料和尤其受希望的可膨脹部件。聚合物材料本發明內預期各種聚合物可以包括在可膨脹材料中，例如通過共聚合，共混或其它方式。例如，但並不限制地，可合適地引入該可膨脹材料中的其它聚合物包括滷化聚合物，聚碳酸酯，聚酮，脲烷，聚酯，矽烷，碸，烯丙基樹脂，烯烴，苯乙烯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，環氧樹脂類，矽酮，酚醛樹脂，橡膠，聚苯醚，對苯二甲酸酯，乙酸酯(例如乙烯-乙酸乙烯酯(EVA))，甲基丙烯酸酯(例如乙烯丙烯酸甲酯聚合物(EMA))或其混合物。其它可能的聚合物材料可以是或者可以包括，但不限於聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚烯烴、聚丙烯酸酯、聚(環氧乙烷)、聚(乙烯亞胺)、聚酯、聚氨酯、聚矽氧烷、聚醚、聚磷嗪、聚醯胺、聚醯亞胺、聚異丁烯、聚丙烯腈、聚(氯乙烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(偏氯乙烯)、聚四氟乙烯、聚異戊二烯、聚丙烯醯胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯。可使用各種異氰酸酯反應性化合物形成異氰酸酯反應性組分，這種異氰酸酯反應性組分又可用於形成可激活材料。適用於可膨脹材料的異氰酸酯反應性化合物通常包括大約I 一大約8或更多個異氰酸酯反應性基團，優選約2 —約6個異氰酸酯反應性基團。合適的化合物包括聚縮醛、聚碳酸酯、聚酯醚、聚酯碳酸酯、烴類聚硫醚、聚醯胺、多元醇(例如二-或多元醇)如聚醚、二醇、聚酯和蓖麻油、聚酯醯胺、聚矽氧烷、聚丁二烯和聚丙酮。該異氰酸酯反應性化合物通常含有大約2或更少至大約4或更多個反應性氨基或羥基。異氰酸酯反應性化合物可以按大約5 —大約100wt%(基於異氰酸酯反應性組分的總重量)，更通常大約10 —大約90wt%，甚至更通常大約40 —大約80wt%的量包括在該異氰酸酯反應性組分內。優選地，但不要求，上述異氰酸酯反應性化合物一旦與異氰酸酯反應，則可通過釋放氣體(例如CO2)產生發泡效果。如上所述，該可膨脹材料可以包括具有較高分子量的材料用於幫助為該材料提供自撐特性。這些聚合物材料可以選自任何本文論述的材料例如苯氧基樹脂、脲烷、彈性體、橡膠(例如亞硝酸酯橡膠)、異氰酸酯反應性化合物、聚醯胺、聚醯胺合金、乙烯共聚物(例如EVA或EMA)、固體環氧樹脂、環氧樹脂/橡膠加合物(例如羧基化丁腈橡膠/環氧樹脂加合物或CTBN/環氧樹脂加合物)、它們的結合物等。一種優選的材料是環氧樹脂基材料，更優選是固體雙酌· A環氧樹脂。當包括時，聚合物材料在具有較高分子量的可激活材料中的百分率優選至少大約30wt%,但是可以更少，更優選至少大約50wt%,甚至更優選至少大約6 5wt%。本文所使用的較高分子量用來指分子量足夠高以維持該聚合物材料在大約室溫下(例如，大約5°C -大約50°C)呈固態。例如，環氧樹脂基材料(例如，雙酚環氧樹脂基材料)的較高分子量通常大於大約1000或更低，更通常大於大約1200，甚至更通常大於大約1400、2000乃至2750。聚醯胺或聚醯胺共混物的較高分子量通常大於大約10，000或更低，更通常大於大約20，000，甚至更通常大於大約30，000,40, 000乃至50，OOO0該聚合物材料通常是該可膨脹材料的至少大約25wt%,更通常至少40wt%,甚至更通常至少60、70、80wt%或更多。當然,在本發明範圍內可以使用更小的量，除非另外特別說明。增靭熱塑性塑料可膨脹材料也可以包括一種或多種增韌熱塑性塑料材料。可以被增韌的熱塑性塑料的實例包括但不限於，聚烯烴(例如聚乙烯)、聚丙烯乙烯甲基丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯、熱塑性環氧樹脂、聚酯、聚醯胺、它們的結合物等並且這些熱塑性塑料可以被增韌性材料例如更韌性的熱塑性塑料、彈性體、熱塑性彈性體或它們的結合物增韌。一種優選的增韌熱塑性塑料是與增韌聚合物例如熱塑性聚烯烴或彈性體反應和/或用它們增韌的熱塑性環氧樹脂(TPER)。這些TPER材料的實例是聚(羥基醚)或聚醚胺並且更具體地說，熱塑性羥基官能化聚醚胺(例如，聚羥基氨基醚(PHAE))，它們尤其適合作為用於本發明的熱塑性塑料。這些聚醚胺通常經由一種或多種多官能化且優選雙官能化胺與一種或多種多官能化且優選雙官能化環氧樹脂的反應形成以形成主要是(即，至少70、80、90%或更多)線性羥基官能化聚醚胺樹脂。有利地，聚醚胺樹脂的分子量可以通過改變胺與環氧樹脂的反應物比例來改進。適合的PHAE的其它實例在美國專利號5，275，853和5，464，924中進行了公開，它們對於所有目的在此弓I入供參考。這些初始熱塑性聚合物可以用一種或多種其它增韌用聚合物(例如，更韌性的熱塑性塑料、彈性體、兩者等)增韌，所述增韌用聚合物可以反應或接枝到該初始熱塑性塑料上。這些適合的或初始的熱塑性聚合物(例如，熱塑性環氧樹脂例如PHAE)將包括反應性基團或官能團例如羥基、環氧基、胺基、它們的結合等並且適合於增韌那些初始熱塑性塑料的增韌聚合物將包括可與該初始熱塑性塑料的官能團反應的(例如，已經被改性而包括)化學官能團例如羧酸、馬來酸或兩者。可以經改性包括這些化學官能團的增韌聚合物的實例包括但不限於，更韌性的熱塑性塑料例如聚烯烴(例如聚乙烯)，含乙烯的聚合物，聚酯，聚丙烯酸酯，聚乙酸酯，熱塑性聚烯烴(例如，乙烯甲基丙烯酸酯(EMA)，乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)或兩者)，它們的結合物等和/或彈性體例如聚異戊二烯、聚丁二烯或兩者。在一個優選實施方案中，根據熱塑性環氧樹脂的先前描述的熱塑性環氧樹脂(例如PHAE)用增韌聚合物例如熱塑性乙酸酯(EVA)、熱塑性乙酸酯(EMA)或兩者如下進行增韌將上述反應性或官能化TPER與增韌聚合物混合和/化學反應，其中該增韌聚合物是被一個或多個胺、羥基和/或環氧基反應性基團例如環氧基團、羧酸基、馬來酸基、酸酐基、它們的組合等官能化的。此種官能化增韌聚合物(例如，較更韌性的熱塑性塑料)的一個實例是以商品名稱LOTADER AX8950銷售的可從Arkema Chemicals商購的甲基丙烯酸縮水甘油酯改性的乙烯甲基丙烯酸酯聚合物(例如，共聚物或三元共聚物)。此種官能化增韌聚合物(例如，較更韌性的熱塑性塑料)的另一個實例以商品名稱FUSABOND MC 190D或MC 250D銷售的馬來酸酐改性乙烯-乙酸乙烯酯，都可從DuPont商購。官能化增韌聚合物(例如，彈性體、熱塑性塑料或它們的結合物)的又一個實例是以商品名稱LOTADER 3410銷售的用馬來酸酐改性的乙烯丙烯酸丁酯，也可從Arkema Chemicls商購。 應當理解，此種增韌聚合物可以根據各種方法與初始熱塑性塑料的初始熱塑性鏈起反應或反應進入其中(例如接枝到其上)。因此，增韌聚合物可以本身反應進入初始熱塑性鏈，可以相對於該初始熱塑性鏈側掛，可以是該初始鏈的端部或其它方式。增韌聚合物的此種定位通常將取決於初始熱塑性塑料(例如TPER)的反應性基團(例如胺或羥基)的位置，該更韌性熱塑性塑料(例如，EVA、EMA或它們的結合物)上的反應性基團(例如，環氧基團、酸酐基或兩者)的位置或這兩種情形。因此，增韌熱塑性塑料是初始熱塑性塑料/更韌性熱塑性塑料加合物或反應產物(例如，TPER/聚烯烴聚合物(例如,共聚物、三元共聚物或兩者))。實例包括TPER/EVA (例如PHAE/EVA)共聚物和TPER/EMA (例如PHAE/EMA)共聚物。可以根據各種規程將初始熱塑性塑料和增韌聚合物混合和/或使之反應。根據一個優選的實施方案，在擠出機(例如，25mm雙螺杆擠出機)或間歇式混合機中將初始熱塑性塑料與該更韌性熱塑性塑料熔融混合以如所述使該熱塑性塑料反應。用於這種混合的所需溫度可以取決於待混合和反應的熱塑性塑料和/或聚合物改變，但是通常大於該TPER的Tg，大於該增韌聚合物的Tm或這兩種情形。典型的溫度的非限制性實例在大約200 0F和大約500 °F之間，更通常在大約300 °F和大約420 °F之間，仍更通常在大約340 °F和大約400 °F之間。這樣增韌允許初始熱塑性塑料和增韌聚合物(例如，更韌性熱塑性塑料)的摻合和反應，其中該初始熱塑性塑料和增韌聚合物之一或兩種在室溫下(23°C)是固體並且它們的反應產物在室溫下也是固體。這些固體可以作為可適宜用於形成、加工等的物質(例如，粒料、塊體等)提供。有利地，這些增韌熱塑性塑料材料可以幫助為根據本發明形成的製品提供自撐特性和/或衝擊強度。適合的韌化熱塑性塑料(例如韌化TPER)的實例在2006年5月19日提交的題目為 Toughened Polymeric Material and Method of Forming and Using the same 的美國專利申請序列號60/747，677和與本申請同一日期提交的與前述申請具有相同題目的美國專利申請律師案卷號1001-232P2中進行了公開，這兩個申請為了所有目的在此引入作為參考。固化劑和促講劑如技術人員將認可的那樣，可膨脹材料中的固化劑和促進劑通常將取決於待固化的聚合物材料。固化劑和固化劑促進劑的量可以在可膨脹材料內廣泛地改變，這取決於所需的多孔結構的類型，可膨脹材料的膨脹的所需量，所需的膨脹率，可膨脹材料的所需的結構性能等。存在於可膨脹材料中的固化劑或固化劑促進劑的示例性範圍為大約O. lwt%-大約 7wt%0有用類別的固化劑包括選自以下物質的材料脂族或芳族胺或它們相應的加合物，醯氨胺，環脂族胺(例如酸酐、多元羧酸聚酯、異氰酸酯、苯酚基樹脂(例如苯酚或甲酚酚醛清漆樹脂、共聚物例如苯酚萜烯的那些、聚乙烯苯酚或雙酚A甲醛共聚物、雙羥基苯基烷烴等)或它們的混合物。尤其優選的固化劑包括改性和未改性的多胺或聚醯胺如三亞乙基四胺、二亞乙基三胺、四亞乙基五胺、氰基胍、雙氰胺等。還可以提供固化劑的促進劑(例如，改性或未改性的脲例如亞甲基二苯基雙脲、咪唑、4，4』 -亞甲基雙(苯基二甲脲)或它們的結合物)用於製備可膨脹材料。其它適合的催化劑或固化劑包括叔胺和金屬化合物。合適的叔胺催化劑包括三乙胺、三丁胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、N，N，N』，N』 -四亞甲基二胺、五甲基二亞乙基三胺和高級同系物、1，4-二氮雜雙環[2. 2. 2]辛烷、N-甲基-N』 _( 二甲基氨乙基)哌嗪、雙(二甲基氨烷基)哌嗪、N，N-二甲基苄胺、N，N-二甲基環己胺、N，N-二乙基苄胺、雙(N，N-二乙 基氨乙基)己二酸酯、N，N，N』，N』 -四甲基-1，3-丁二胺、N，N-二甲基-β-苯乙胺、I-甲基咪唑、1，2-二甲基咪唑、2-甲基咪唑、單環和雙環脒、雙(二烷氨基)烷基醚(美國專利號3330782)，和含有醯胺基(優選甲醯胺基)的叔胺。所使用的催化劑也可以是已知的仲胺(如二甲胺)和醛(優選甲醛)或酮(如丙酮)和酚類的曼尼希鹼。如建議，更快的固化劑和/或促進劑可以尤其希望用於縮短固化的開始和基本上完全固化之間的時間(即，特定可激活材料的可能固化的至少90%)和用於固化可膨脹材料同時它維持其自撐特性。本文所使用的"固化的開始"用來指在可膨脹材料的激活過程中經歷了基本上完全固化的至少3%但是不大於10%。對於本發明，通常希望固化的開始和基本上完全固化之間的時間小於大約30分鐘，更通常小於大約10分鐘，甚至更通常小於大約5分鐘。應該指出的是，將聚合物材料的軟化時間、固化時間和氣泡形成或發泡時間更精密地相關可以幫助允許可膨脹材料的激活而不會損失其自撐特性。通常，考慮的是，技術人員的實驗可以使用上述各種固化劑和/或促進劑或其它產生受希望的固化時間。已經發現，對於二氰胺固化劑或在激活過程中用於固化的其它試劑，其它固化劑或促進劑例如以商品名稱ANCAMINE 2441或2442或2014AS銷售的改性多胺(例如，環脂族胺)；以商品名稱CUREZOL 2ΜΑ-0Κ銷售的咪唑(例如，4- 二氨基_6 [2』 -甲基咪唑基-(I』)乙基_s_三嗪異氰脲)，這兩者可從Air Products商購；以商品名稱PN-23銷售的胺加合物，以商品名稱ADH銷售的己二酸醯肼，這兩者可從Ajinimoto商購或以商品名稱LC-65銷售的且可從A&CCatalyst商購的咪唑和異氰酸酯的加合物可以產生尤其受希望的固化時間。此外，如此前所建議，可膨脹材料可以經配製包括在該材料激活之前將該可膨脹材料至少部分固化的固化劑。優選地，部分固化單獨地或與可膨脹材料的其它特徵或成分結合地賦予該可膨脹材料足夠的自撐特性，以致在激活(例如，固化和/或發泡)期間，該可膨脹材料(通常成形為部件)僅按體積膨脹而不會損失其形狀。在一個實施方案中，可膨脹材料包括第一固化劑和非必要的第一固化劑促進劑和第二固化劑和非必要的第二固化劑促進劑，它們都優選是潛伏性的。該第一固化劑和/或促進劑通常設計用來在可膨脹材料的加工(例如，混合、成形或它們的組合)期間將該可膨脹材料部分固化用於至少幫助為該可膨脹材料或由其製得的部件提供受希望的自撐性能。該第二固化劑和/或促進劑則通常將是潛伏性的，以致它們在暴露於條件如熱、溼氣等下時將該可膨脹材料固化。作為這一實施方案的一個優選的實例，該第二固化劑和/或促進劑是潛伏性的，以致它們之一或兩者在第二或激活溫度或溫度範圍下使該可膨脹材料的聚合物材料固化。然而，該第一固化劑和/或促進劑也是潛伏性的，但是它們任一或兩者在暴露於低於第二或激活溫度的第一高溫下時使該可膨脹材料部分固化。通常將在材料混合、成形或這兩者期間經歷該第一溫度和部分固化。例如，可以在擠出機中經歷該第一溫度和部分固化，此時該擠出機正在混合該可膨脹材料的成分並經由模口將該可膨脹材料擠出成特定形狀。作為另一個實例，可以在模塑機(例如，注射模塑、吹塑壓縮模塑)中經歷該第一溫度和部分固化，此時該模塑機正在成形和，任選地，混合該可膨脹材料的成分。用於這樣和實施方案的第一固化劑可能是這樣一種固化劑，其由於它的化學構成而具有特定的熱，在該熱下它固化，或者它可能是包封在材料如熱塑性塑料中的較低溫度固化劑，該材料在加工條件下破壞(例如，熔融或破裂)。 在一個實施方案中，認為，混合器或擠出機(例如，雙螺杆擠出機)可以為注射模塑裝置供給可膨脹材料。該擠出機可能直接地為注射模塑裝置給料或者可能為儲器給料，該儲器接著為注射模塑裝置給料。在這樣一個實施方案中，部分固化或交聯可能在擠出機、儲器、注射模塑裝置或其組合中進行。然後可能在制品加工過程中經歷的溫度期間經歷該第二或激活溫度和基本上完全固化，一部分可膨脹材料已經施加到該製品上。例如，在汽車工業中，e-塗覆和烤漆烘箱可以提供激活溫度。通常，希望可膨脹材料如下面更詳細描述的那樣在該激活溫度下進一步膨脹。在這個實施方案中，部分固化可以通過各種技術進行。例如，第一固化劑和/或促進劑可以按低化學計量添加到可膨脹材料中以致該聚合物材料與通過該第一固化劑和/或促進劑的實際反應相比提供顯著更多的反應部位。優選的低化學計量包括可以引起由該聚合物材料提供的可利用反應部位的至多60%，至多40%或至多30%，25%乃至15%起反應的第一固化劑和/或促進劑的量。或者，部分固化可以通過提供僅可以與一定百分率的聚合物材料起反應的第一固化劑和/或促進劑來進行，例如當提供多種不同聚合物材料時，該第一固化劑和/或促進劑僅可與該聚合物材料之一或一小組反應。在這樣一個實施方案中，第一固化劑和/或促進劑通常與該聚合物材料的至多60%，至多40%或至多30%、25%乃至15wt%反應。一般地說，更低量的部分固化通常允許更大的膨脹和更好的粘附，而更大的量通常提供更大的自撐。在另一個實施方案中，可以使用在第一組分與第二組分摻合時部分固化的雙組分體系形成所述可激活的材料。在這樣一個實施方案中，第一組分通常配備有第一固化劑、第一固化劑促進劑或該兩者並且第二組分配備有一種或多種聚合物材料，該聚合物材料在該第一和第二組分混合時被該固化劑和/或促進劑固化(例如，交聯)。此種混合通常將在小於140或150°C (例如，大約10°C -大約120°C)的溫度下進行。如前述實施方案，部分固化單獨地或與可膨脹材料的其它特徵或成分結合地賦予該可膨脹材料足夠的自撐特性，以致在激活和/或發泡期間，該可膨脹材料(通常成形為部件)僅按體積膨脹而不會損失其形狀。同樣如前述實施方案，部分固化可以通過各種技術進行。例如，第一固化劑和/或促進劑可以在第一組分和第二組分的混合時按低化學計量存在於可膨脹材料內以致該聚合物材料與通過該第一固化劑和/或促進劑的實際反應相比提供顯著更多的反應部位。優選的低化學計量包括具有可以引起由該聚合物材料提供的可利用反應部位的至多60%，至多40%或至多30%，25%乃至15%起反應的第一固化劑和/或促進劑的量。或者，部分固化可以通過提供僅可以與一定百分率的聚合物材料起反應的第一固化劑和/或促進劑來進行，例如當提供多種不同聚合物材料時，該第一固化劑和/或促進劑僅可與該聚合物材料之一或一小組反應。在這樣一個實施方案中，第一固化劑和/或促進劑通常與該聚合物材料的至多60%，至多40%或至多30%、25%乃至15wt%反應。可膨脹材料的其它成分(S卩，附加的聚合物材料、填料、其它添加劑、發泡劑和/或促進劑等)可以是所述雙組分體系的第一或第二組分的一部分。通常，其它附加的成分將以允許該第一組分與第二組分相當均勻混合的方式在組分間分流。通常，這將幫助該可膨脹材料顯著均勻。可以根據在此描述的任何技術(例如，經由模口擠出、注射模塑等)將通過該 雙組分體系形成的可膨脹材料成形。然而，根據一個優選的實施方案，同時將該第一和第二組分提供給和混合在具有一個或多個空腔的模口內，當將該可膨脹材料混合和/或部分固化時，該空腔將該可膨脹材料成形。因而，認為，該雙組分材料可以通過高或低壓鑄塑或反應注射模塑進行成形。通常，認為在此論述的任何固化劑和/或固化劑促進劑或其它可以用作可膨脹材料的第一和第二固化劑並且所使用的試劑或促進劑通常將取決於部分固化所需的條件和激活所需的條件。然而，已經發現，對於第一固化劑，胺例如受阻胺(例如，空間受阻胺)是尤其有用的，它們可以是以商品名稱ANCAMINE 2337或2014銷售的可從Air Products, Inc.商購的改性多胺(例如，環脂族胺)。固化劑也可以是化學封端或阻礙的。其它受希望的第一固化劑是在可膨脹材料的混合、形成和/或成形(例如，擠出、模塑等)的溫度下使聚合物材料固化的那些。因此，通常是在大於30°C，但可能更低，更通常大於50°C，甚至更通常大於70°C的溫度下和/或在小於150°C，更通常小於120°C，甚至更通常小於100°C的溫度下使聚合物材料固化的固化劑。還認為第一或第二固化劑可以是包封在材料例如熱塑性塑料中的環境或高溫固化劑，所述材料在本文論述的所需溫度下或基於其它條件例如壓力而破壞(例如，熔融或破裂)，以允許該第一或第二固化。異氰酸酯反應性體系(例如聚氨酯或多元醇體系)可以設計為雙組分體系(S卩，第一固化劑在混合時反應，第二固化劑在暴露於條件如熱下反應)或可以具有第一和第二潛固化劑(即，第一和第二固化劑在暴露於一個或多個條件下例如第一溫度和第二更高溫度下時反應)。通常，該潛固化劑是按一些方式封端的。優選地，儘管不要求，將異氰酸酯封端，以致該異氰酸酯組分、可激活材料或這二者基本上不含游離的未反應(NCO)基團。例如，可使上述異氰酸酯之一反應，以形成封端的異氰酸酯(例如惰性加合物)，如脲烷、脲、脲基甲酸酯縮二脲等，所述封端的異氰酸酯在高溫下可經歷與上述異氰酸酯反應性化合物的酯交換反應以形成聚氨酯，該聚氨酯可以是粘合劑、泡沫或其結合物等。下面反應性流程I中示出了在添加熱的情況下，封端異氰酸酯和多元醇間的一種反應的實例
權利要求
1.製品結構的增強方法，該方法包括 提供包括第一固化劑和在其膨脹過程中具有自撐特性的可膨脹材料，該自撐特性歸因於存在造成該可膨脹材料的部分固化的第一固化劑，和該可膨脹材料中包括以下物質i)苯乙烯共聚物；和 )幫助賦予自撐特性的填料； 將該可膨脹材料注塑成部件； 將該部件插入至少部分被該製品結構限定的空腔；和 將該可膨脹材料激活以便因存在第二固化劑而固化，從而該可膨脹材料膨脹和附著於該結構的壁上。
2.根據權利要求I的方法，其中該可膨脹材料當觸摸時是不粘的。
3.根據權利要求I的方法，其中在激活後該部件形成顯示抗壓強度大於5MPa的泡沫。
4.根據權利要求I的方法,其中該部件是框架。
5.根據權利要求I的方法，其中該製品是機動車輛。
6.根據權利要求I的方法，其中該部件在插入該空腔中時沒有支撐體和模塑載體。
7.根據權利要求I的方法，其中在將該部件插入該空腔時該可膨脹材料是該部件的至少 90wt%。
8.根據權利要求I的方法，其中由可膨脹材料成形的部件是具有內肋的管狀結構，該管狀結構和該肋都由該可膨脹材料形成。
9.機動車輛結構的增強方法，該方法包括 提供包括第一固化劑和在其膨脹過程中具有自撐特性的可膨脹材料，該自撐特性歸因於存在造成該可膨脹材料的部分固化的第一固化劑，和該可膨脹材料中包括以下物質i)苯乙烯共聚物； )彈性體；和 iii)幫助賦予自撐特性的填料； 將該可膨脹材料注塑成部件； 將該部件插入至少部分被該機動車輛結構限定的空腔；和 將該可膨脹材料激活以便因存在第二固化劑而固化，從而該可膨脹材料膨脹和附著於該結構的壁上，其中該部件在膨脹過程中保持其形狀。
10.根據權利要求9的方法，其中該可膨脹材料當觸摸時是不粘的。
11.根據權利要求10的方法，其中在激活後該部件形成顯示抗壓強度大於5MPa的泡沫。
12.權利要求11的方法，其中該部件是框架。
13.根據權利要求11的方法，其中該部件在插入該空腔中時沒有支撐體和模塑載體。
14.根據權利要求9的方法，其中在將該部件插入該空腔時該可膨脹材料是該部件的至少90wt%。
15.根據權利要求9的方法，其中由可膨脹材料成形的部件是具有內肋的管狀結構，該管狀結構和該肋都由該可膨脹材料形成。
16.機動車輛結構的增強方法，該方法包括 提供包括第一固化劑的在其膨脹過程中具有自撐特性的可膨脹材料，該自撐特性歸因於存在造成該可膨脹材料的部分固化的第一固化劑或該可膨脹材料的快速固化時間，和該可膨脹材料中包括以下物質 i)苯乙烯共聚物；和 )幫助賦予自撐特性的填料； 將該可膨脹材料注塑成具有內肋的管形部件； 將該部件插入至少部分被該機動車輛結構限定的空腔；和 將該可膨脹材料激活以便因存在第二固化劑而固化，從而該可膨脹材料膨脹和附著於該結構的壁上。
17.根據權利要求16的方法，其中 i.該可膨脹材料中當觸摸時是不粘的；和 .在激活後該部件形成顯示抗壓強度大於5MPa的泡沫。
18.根據權利要求17的方法，其中 i.該部件在插入該空腔中時沒有支撐體和模塑載體；和 .在將該部件插入該空腔時該可膨脹材料是該部件的至少95wt%。
全文摘要
可膨脹材料經成形而形成部件(10)，它可以成製品例如機動車輛的結構(12)提供功能屬性例如增強。
文檔編號B29C44/18GK102862255SQ201210362348
公開日2013年1月9日 申請日期2006年10月23日 優先權日2005年10月25日
發明者A·卡薩, D·科薩爾, K·希克斯 申請人:澤菲羅斯公司