熱穩(wěn)定的軟質(zhì)可膨脹密封劑組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上設(shè)及改進(jìn)的軟質(zhì)、發(fā)泡的聚合物配混物，更具體地設(shè)及用于密封、隔 擋(baffling)、振動(dòng)和聲學(xué)阻尼的軟質(zhì)、發(fā)泡的聚合物配混物。
【背景技術(shù)】
[0002] 多年來，工業(yè)特別是運(yùn)輸工業(yè)一直關(guān)注著設(shè)計(jì)用于向制造制品如運(yùn)輸車輛(例如 機(jī)動(dòng)車）提供密封、隔擋、振動(dòng)和聲學(xué)阻尼的組合物。來自運(yùn)輸車輛的設(shè)計(jì)和裝配的空腔 (cavity)允許諸如聲音、水和雜物等事物的移動(dòng)對(duì)車輛和乘客帶來?yè)p害。已經(jīng)提出多種用 于密封運(yùn)種空腔的解決方案。一種運(yùn)樣的解決方案是將預(yù)成型的熱活化性可發(fā)泡部件貼合 至空腔的內(nèi)部或附近。通常，運(yùn)些部件依靠外部熱源使所述預(yù)成型的部件內(nèi)的發(fā)泡劑活化， 使所述部件完全或接近完全膨脹，并填充目標(biāo)空腔。在汽車應(yīng)用中，在本體組裝期間安裝預(yù) 成型的密封劑，然后將所述組裝體浸潰在e-涂覆浴(e-coat bath)中并引導(dǎo)經(jīng)過烘箱干燥 和固化耐腐蝕的e-涂覆層(e-coat coating)。在運(yùn)個(gè)實(shí)例中，預(yù)成型的密封劑被設(shè)計(jì)為暴 露于e-涂覆烘箱熱時(shí)膨脹和固化。運(yùn)些汽車應(yīng)用中的一個(gè)設(shè)計(jì)難點(diǎn)產(chǎn)生于烘箱溫度的差異 (烘箱之間或烘箱內(nèi)部）和熱暴露時(shí)間的差異。因此，希望用于運(yùn)些應(yīng)用的密封劑組合物表 現(xiàn)出一種或多種允許組合物在更寬范圍的烘烤時(shí)間和溫度下一致且均勻地膨脹的性質(zhì)。
[0003] 酪醒樹脂組合物本身是公知的，并在廣泛的工業(yè)領(lǐng)域中用作用于熱穩(wěn)定部件的樹 脂類材料。例如，在美國(guó)專利號(hào)5,162,428中，酪醒清漆和可溶型酪醒樹脂相組合，使成型材 料具有高強(qiáng)度和良好的熱和尺寸穩(wěn)定性用于汽車機(jī)械部件的成型。美國(guó)專利號(hào)6,838,509 提供了一種由酪醒樹脂、填料和有機(jī)化粘±層組成的酪醒樹脂復(fù)合材料，其為汽車和航空 工業(yè)中的組件提供耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度。然而，酪醒樹脂組合物傳統(tǒng)上不用作發(fā)泡密封劑或 泡沫體密封劑如由本發(fā)明所描述的那些的穩(wěn)定劑。
[0004] 可W通過加入化學(xué)發(fā)泡劑(blowing agent)使酪醒樹脂和酪醒樹脂組合物發(fā)泡， 例如在美國(guó)專利號(hào)4,423,163和國(guó)際公開W098/50458中所描述的那些。然而，之前描述的運(yùn) 些用途沒有包括使用酪醒樹脂在高溫下穩(wěn)定聚締控類泡沫體組合物。
[0005] 還已知酪醒樹脂使含有不飽和度的聚締控類彈性體化學(xué)交聯(lián)。例如，在美國(guó)專利 號(hào)2,701，895中公開了使用酪醒類樹脂固化聚異下締熱固性彈性體化合物。酪醒樹脂也可 用來交聯(lián)飽和與不飽和聚締控的共混物的不飽和部分，導(dǎo)致形成熱塑性彈性體或熱塑性硫 化橡膠，如美國(guó)專利號(hào)4,311，628和美國(guó)專利號(hào)5,977,271中所描述的。在酪醒固化的熱固 性彈性體或熱塑性彈性體運(yùn)兩種情況下，它們可W是發(fā)泡的。然而，酪醒樹脂的功能是作為 主交聯(lián)劑。
[0006] 因此，希望在具有可變溫度的應(yīng)用中使用的密封劑組合物顯示一種或多種允許組 合物在寬的烘烤時(shí)間和溫度范圍內(nèi)一致且均勻地膨脹的性質(zhì)。此外，通常希望運(yùn)些組合物 顯示一種或多種允許組合物更功能性的和更容易處理的性質(zhì)。本發(fā)明通過提供添加酪醒樹 月旨，W形成用于運(yùn)些應(yīng)用的更熱穩(wěn)定的軟質(zhì)聚合物的可膨脹泡沫體組合物，滿足了上述的 一些或所有需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，本教導(dǎo)描述了一種熱穩(wěn)定的軟質(zhì)聚合物泡沫體組合物。本發(fā)明的軟質(zhì)泡沫 體組合物暴露于寬范圍的溫度時(shí)將均勻地膨脹，并且當(dāng)放置在金屬表面上和暴露于高溫時(shí) 將抵制權(quán)皺(buckling)的傾向。
[0008] 本教導(dǎo)提供了一種包含聚合物混合物和酪醒樹脂的可膨脹組合物。聚合物混合物 可W包括一種或多種熱活化的發(fā)泡劑或發(fā)泡劑活化劑，W使所述組合物暴露于約300° F至 約375° F范圍內(nèi)的任何溫度時(shí)，膨脹其初始體積的100%至3000 %。在膨脹之前，聚合物混合 物優(yōu)選是軟質(zhì)、粘的，并具有小于30的肖氏A硬度(Shore A hardness)。酪醒樹脂使所述組 合物在膨脹過程中穩(wěn)定，W使所述組合物暴露于約376°F至約450°F范圍內(nèi)的溫度時(shí)，與其 暴露于約300° F至375° F范圍內(nèi)的溫度時(shí)保持至少相同的膨脹水平。
[0009] 本教導(dǎo)進(jìn)一步提供了包含聚合物混合物的可膨脹組合物，其包括一種或多種α-締 控系聚合物、一種或多種過氧化物類固化劑和過氧化物的助劑或活化劑，和一種或多種熱 活化的發(fā)泡劑或發(fā)泡劑活化劑，W使所述組合物暴露于約300° F至約375° F范圍內(nèi)的任何溫 度時(shí)，膨脹其初始體積的100%至3000%?？膳蛎浗M合物進(jìn)一步包括酪醒樹脂，所述酪醒樹 脂可W是苯酪-甲醒可溶酪醒類樹脂。該組合物可W包括約25重量％至約45重量％的聚合 物混合物和約0.5 %至約2.0 %的酪醒樹脂。
[0010] 該組合物優(yōu)選包括聚合物混合物、發(fā)泡劑、過氧化物固化劑、添加劑和酪醒樹脂。 聚合物混合物可W包括各種不同的聚合物的一種或多種，如熱塑性塑料、熱固性或可熱固 性聚合物、塑料、塑性體、彈性體或它們的組合。發(fā)泡劑可W是化學(xué)或物理發(fā)泡劑，熱活化的 或其他方式活化的，并且可W包括促進(jìn)劑或緩凝劑。過氧化物固化劑可W包括一種或多種 不同類型的過氧化物化學(xué)劑(peroxide chemistry)、助劑、促進(jìn)劑或緩凝劑。添加劑包括增 量油、填料、加工助劑、抗氧化劑、粘附促進(jìn)劑或它們的組合。
[0011] 所述泡沫體組合物包括超過用于空腔的密封和隔擋的現(xiàn)有材料的改進(jìn)物理性能。 運(yùn)些改進(jìn)的物理性能可包括但不限于在寬的溫度范圍內(nèi)均勻膨脹，W應(yīng)對(duì)(account for) 在活化過程中的變化的溫度。當(dāng)放置在表面(例如金屬表面)上時(shí)本教導(dǎo)的組合物還可抵制 發(fā)生權(quán)皺的傾向。
【附圖說明】
[0012] 圖1示出用于測(cè)量權(quán)皺試驗(yàn)結(jié)果的參考板。
[0013] 圖2示出根據(jù)本文教導(dǎo)的膨脹后的示例配方的板。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 本申請(qǐng)?jiān)O(shè)及并要求2013年6月21日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)系列號(hào)61/837,832的優(yōu)先 權(quán)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過引用并入本文用于所有目的。本申請(qǐng)還設(shè)及2013年6月24日提交的美 國(guó)申請(qǐng)系列號(hào)23/924,827。該申請(qǐng)的內(nèi)容通過引用并入本文用于所有目的。
[0015] 本文中所呈現(xiàn)的解釋和說明旨在使其他本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉所述教導(dǎo)、其原理和 其實(shí)際應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員可其各種形式采用和應(yīng)用所述教導(dǎo)，如可W最適合于特 定用途的要求。因此，所闡述的本教導(dǎo)的【具體實(shí)施方式】并非旨在作為所述教導(dǎo)的窮舉或限 審IJ。因此，所述教導(dǎo)的范圍不應(yīng)當(dāng)參照上述描述來確定，而應(yīng)當(dāng)參照所附權(quán)利要求確定，連 同運(yùn)些權(quán)利要求所享有的等同方案的全部范圍。包括專利申請(qǐng)和出版物的所有文章和參考 文獻(xiàn)的公開內(nèi)容，都通過引用并入本文用于所有目的。如將從下列權(quán)利要求看出的其它組 合也是可能的，其也通過引用結(jié)合到本書面描述中。
[0016] 本教導(dǎo)基于提供一種改進(jìn)的泡沫材料，制造所述泡沫材料的方法，和改進(jìn)的泡沫 材料的用途。該泡沫材料通常用于為空腔結(jié)構(gòu)提供均勻的密封或隔擋(baffling)。泡沫體 優(yōu)選軟質(zhì)聚合物可膨脹泡沫體，其中所述泡沫體包括酪醒樹脂，改進(jìn)了泡沫體在寬活化溫 度范圍的膨脹能力。
[0017] 可膨脹泡沫體組合物包含聚合物混合物和酪醒樹脂。聚合物混合物可W包括一種 或多種熱活化的發(fā)泡劑或發(fā)泡劑活化劑，使得所述組合物暴露于約300° F至約375° F范圍內(nèi) 的任何溫度時(shí)，膨脹其初始體積的100%至3000%。
[0018] 本發(fā)明的聚合物混合物通常包括可W樹脂或W其他方式提供的一種或多種聚合 物材料。該聚合物混合物的聚合物材料可包括彈性體、塑性體、塑料、熱塑性塑料、熱固性或 可熱固性聚合物或它們的任意組合。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，聚合物成分可W是均聚物、共聚物或它們 的組合。本發(fā)明的組合物可W包括最多約95重量％的聚合物混合物，或低至約5重量％的聚 合物混合物。優(yōu)選地，組合物包括約5重量％至約85重量％的聚合物混合物，更優(yōu)選約10重 量％至約55重量％的聚合物混合物，還更優(yōu)選約25重量％至約45重量％的聚合物混合物。
[0019] 本教導(dǎo)的聚合物混合物可包括相當(dāng)大部分的熱塑性材料。優(yōu)選的熱塑性材料可包 括聚締控，其包括含有乙締的共聚物和Ξ元共聚物，例如乙締醋酸乙締醋共聚物，乙締丙締 酸乙醋，乙締醋酸乙締醋-甲基丙締酸縮水甘油醋，乙締丙締酸醋-馬來酸酢，乙締丙締共聚 物，W及它們的組合。此外，某些嵌段共聚物如苯乙締-下二締嵌段共聚物可W是合適的。也 可使用含聚氯乙締的共聚物和Ξ元共聚物。用于本發(fā)明的優(yōu)選的熱固性聚合物混合物為環(huán) 氧樹脂、丙締酸醋類、聚氨醋類和它們的組合。
[0020] 典型地，該聚合物混合物包括一種或多種乙締-丙締-二締單體彈性體化PDM)。優(yōu) 選地，約60 %至約80 %的EPDM的乙締含量相對(duì)較高并包括大于40重量％乙締含量，更優(yōu)選 大于5