專(zhuān)利名稱(chēng)：密封劑組合物以及采用該組合物的密封劑制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密封劑組合物和密封劑制品，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于密封不連續(xù)處(例如汽車(chē)中發(fā)現(xiàn)的類(lèi)型)的組合物，用于密封不連續(xù)處的制品，以及密封不連續(xù)處的方法。
背景機(jī)動(dòng)車(chē)輛如汽車(chē)和卡車(chē)具有必須密封的金屬接頭和接縫。一個(gè)例子是汽車(chē)兩塊外板(例如車(chē)頂和側(cè)壁)焊接在一起形成的總體上非平面的搭接接頭(例如通常在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中用來(lái)產(chǎn)生U形槽或稱(chēng)為車(chē)頂水渠的溝渠)。車(chē)頂水渠的一個(gè)目的是收集雨水并將其從汽車(chē)側(cè)面排出。
為了防止水滲透通過(guò)U形槽形式的搭接接頭，需要將該接頭密封。通常很難獲得良好的密封，因?yàn)樵摻宇^是搭接的，而且不在一個(gè)平面內(nèi)。另外，車(chē)頂水渠的寬度通常沿長(zhǎng)度而變化，從而進(jìn)一步使提供良好的密封變得復(fù)雜化?，F(xiàn)在已經(jīng)采用了各種材料來(lái)密封車(chē)頂水渠的接頭，以及用密封劑來(lái)填充機(jī)動(dòng)車(chē)輛中的空隙，以防止塵土、水分和其它不希望的物質(zhì)通過(guò)。
密封劑以液體或固體材料的形式提供取決于特定應(yīng)用的需要。例如，在汽車(chē)工業(yè)中，用糊狀塑性溶膠來(lái)密封車(chē)頂接頭，然后噴漆、烘烤、冷卻至室溫。還采用了熱熔性密封劑，該密封劑通常是固態(tài)熱塑性材料，它在加熱后會(huì)迅速熔化，然后在冷卻后形成牢固的接合。在使用時(shí)，將熔融密封劑液滴施加到接頭或接縫上，其方式與施加捻嵌很象。然后，工人將材料刷平或其它方式使其平整。恰當(dāng)?shù)厥┘舆@樣的密封劑需要有技巧，由于人為誤差，通常獲得的是密封得不好的接頭或接縫。這種熱熔性密封劑在外觀上也不好看，因?yàn)橥獗聿痪鶆?。典型的熱熔性密封劑組合物利用的是難以噴漆且與非多孔性金屬表面(如鋼和鋁)粘合性差的聚烯烴。
最近，已有趨勢(shì)使用“對(duì)用戶友好的”以繩或帶形式提供的聚氯乙烯基密封劑。這種形式的密封劑公開(kāi)在日本國(guó)家出版物(Kohyo)No.9-505335中。這些密封劑材料的操作性能便于迅速使用，且無(wú)需在施加后對(duì)材料作細(xì)微處理。
密封劑一旦施加后，其外表面可用具有柔性頂表面的塑料或橡膠制品(例如板條、罩子等)覆蓋，這些制品可被漆成例如與汽車(chē)外表顏色相配或互補(bǔ)。另外，密封劑的外表面可用金屬制品來(lái)覆蓋。該制品通常通過(guò)機(jī)械固定件或壓敏粘合劑與密封劑表面相連。
機(jī)動(dòng)車(chē)輛在其使用期間可能會(huì)遇到非常冷的溫度(-20℃或更低，例如-30℃至-40℃)，尤其當(dāng)汽車(chē)用于極北的氣候情況下時(shí)。現(xiàn)已知道，在如此極其寒冷的條件下使用的現(xiàn)有密封劑，尤其是用于車(chē)頂水渠場(chǎng)合的那些密封劑會(huì)因通常的汽車(chē)用途所引起的應(yīng)力而呈現(xiàn)諸如開(kāi)裂、斷裂、脫層或從所施加表面上翹起等缺陷。密封層中的這種缺陷不僅能使塵土、水分和其它不希望的物質(zhì)進(jìn)入，而且還會(huì)使隨后施加的制品(例如板條、罩子等)變松。
因此，對(duì)上述問(wèn)題需要一種解決方法。具體地說(shuō)，例如，需要有一種密封劑組合物和密封劑制品，該組合物和制品能有效地密封不連續(xù)處，同時(shí)在較低的溫度下保持足夠的柔韌性，以便能承受使用時(shí)的應(yīng)力，從而防止塵土、水分和其它不希望的物質(zhì)通過(guò)密封進(jìn)入。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種密封劑組合物，該組合物包含可固化的含環(huán)氧材料；熔點(diǎn)低于含環(huán)氧材料固化溫度的熱塑性聚酰胺組分；以及含環(huán)氧材料用的固化劑；在所含的環(huán)氧材料固化后，該組合物在-20℃的伸長(zhǎng)率至少為2％。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施方案中，本發(fā)明的密封劑組合物包含10-60％(重量)的含環(huán)氧材料和30-70％(重量)的熱塑性聚酰胺組分。
本發(fā)明另一方面還提供了一種密封劑制品，該制品包含本發(fā)明密封劑組合物形成的密封劑層(下文稱(chēng)“第一層”)。
在本發(fā)明的另一個(gè)較佳實(shí)施方案中，本發(fā)明的密封劑制品中在密封劑層(第一層)表面上有粘合劑層(下文也稱(chēng)為“第二層”)。該第二層(即粘合劑層)宜包含多個(gè)粘合劑微球。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，具有粘性的第二層表面上有剝離層，在該剝離層上形成了多個(gè)突起，這些突起至少與第二層接觸。
在本發(fā)明的其它實(shí)施方案中，在密封劑層上還有柔性層(下文也稱(chēng)“第三層”)。由于具有柔性，該第三層可置于任何位置，例如，它可以置于密封劑層中?；蛘?，它可與密封劑層的另一面(即其與第二層相背的表面)相連。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是顯示本發(fā)明密封劑制品的一個(gè)較佳實(shí)施方案的截面圖。
圖2是顯示本發(fā)明密封劑制品的另一個(gè)較佳實(shí)施方案的截面圖。
圖3是顯示用于圖2所示密封劑制品的剝離層的透視圖。
圖4是顯示本發(fā)明密封劑制品的另一較佳實(shí)施方案的截面圖。
圖5是顯示本發(fā)明密封劑制品另一較佳實(shí)施方案的截面圖。
圖6是顯示在加熱之前的位于汽車(chē)車(chē)頂水渠中的本發(fā)明密封劑制品另一實(shí)施方案的截面圖。
圖7是顯示加熱后圖6的密封劑制品和汽車(chē)車(chē)頂水渠的截面圖。
發(fā)明實(shí)施方案下面將根據(jù)下列一些實(shí)施方案來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解，本發(fā)明不局限于下列實(shí)施方案。
在圖1的截面圖中示意性地顯示了采用本發(fā)明密封劑組合物的密封劑制品10。該密封劑制品10包括密封劑組合物的密封劑層(即第一層)1，其形狀為繩、帶、條或其它此類(lèi)結(jié)構(gòu)。當(dāng)該第一層1置于不連續(xù)處上的預(yù)定位置(例如搭接的接頭或接縫、對(duì)接的接頭或接縫、凹陷，或制造時(shí)產(chǎn)生的缺陷)時(shí)，構(gòu)成層1的密封劑組合物形成了包覆不連續(xù)處的保護(hù)性密封部分，從而防止水分、塵土、雪和其它不希望的物質(zhì)進(jìn)入不連續(xù)處并引起腐蝕。
該密封劑組合物可認(rèn)為是熔體流動(dòng)的。即，當(dāng)置于接頭上并加熱后，密封劑組合物首先軟化并與不連續(xù)處的表面貼合，從而將截留的空氣排出。在進(jìn)入加熱階段后，組合物變熱，也就變得具有粘性，與表面粘合。密封劑組合物是熱固性的，因此它在加熱后固化(即共價(jià)交聯(lián))，而在冷卻和重新加熱后不會(huì)流動(dòng)。
一旦固化，本發(fā)明的密封劑組合物將在低溫下表現(xiàn)出優(yōu)秀的柔韌性，并如下文所更詳細(xì)描述的，可容易地繞一心軸彎曲而不開(kāi)裂或斷裂。較佳的，每種固化密封劑組合物在-20℃測(cè)試時(shí)具有至少10％的伸長(zhǎng)率，但這并無(wú)限制性?；旧现v，固化密封劑組合物在-20℃下測(cè)試時(shí)具有至少2％的伸長(zhǎng)率。在這樣的情況下，在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中使用的油漆，尤其是汽車(chē)漆，在-20℃下測(cè)試時(shí)表現(xiàn)出的伸長(zhǎng)率程度將與固化的密封劑組合物基本相同或還低。因此，即使施加了固化的密封劑組合物并且將上述油漆涂在外露的密封劑組合物上，在所涂油漆開(kāi)裂或斷裂前密封劑組合物也不會(huì)開(kāi)裂或斷裂。因此，密封劑組合物可在不連續(xù)處上保持完整性，從而避免塵土、水分、雪和其它不希望的物質(zhì)進(jìn)入。
第一層1中的本發(fā)明密封劑組合物可包含，更佳的是由下列物質(zhì)組成含環(huán)氧的材料、熱塑性聚酰胺組分和含環(huán)氧材料用的固化劑。含環(huán)氧材料為密封劑組合物提供了極限強(qiáng)度和耐熱性，而熱塑性聚酰胺組分提供的是貼合性、柔韌性和撓性，尤其是在低溫下。固化劑使組合物固化。固化劑宜是熱活化的，所以組合物能在受到合適熱源作用適當(dāng)時(shí)間后固化。
適用的含環(huán)氧材料是具有至少一個(gè)可通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)聚合的環(huán)氧乙烷環(huán)的環(huán)氧樹(shù)脂。這些材料統(tǒng)稱(chēng)為環(huán)氧化物，包括環(huán)氧化物單體和聚合環(huán)氧化物，它可以是脂族、環(huán)脂族或芳族。這些材料通常平均每個(gè)分子有至少兩個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，較佳的是每個(gè)分子有兩個(gè)以上的環(huán)氧基團(tuán)。這些材料可稱(chēng)為聚環(huán)氧化物，其包括環(huán)氧官能團(tuán)稍稍小于2.0(例如1.8)的含環(huán)氧材料。每個(gè)分子的環(huán)氧基團(tuán)“平均”數(shù)定義為含環(huán)氧材料中環(huán)氧基團(tuán)數(shù)目除以所含環(huán)氧分子的總數(shù)。聚合環(huán)氧化物包括具有末端環(huán)氧基團(tuán)的線性聚合物(例如聚亞烷基乙二醇的二環(huán)氧甘油醚)，具有骨架環(huán)氧乙烷單元的聚合物(例如聚丁二烯聚環(huán)氧化物)和具有懸垂環(huán)氧基團(tuán)的聚合物(例如甲基丙烯酸縮水甘油酯聚合物或共聚物)。含環(huán)氧材料的分子量可從58到大約100,000或更高。還可采用各種含環(huán)氧材料的混合物。
適用的含環(huán)氧材料包括含有環(huán)己烯化氧基團(tuán)的那些材料，例如環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯，具體有3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3，4-環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯，3，4-環(huán)氧-2-甲基環(huán)己基甲基-3，4-環(huán)氧-2-甲基環(huán)己烷羧酸酯，和雙(3，4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己基甲基)己二酸酯。其它特別有用的含環(huán)氧材料是縮水甘油醚單體，如多元酚的縮水甘油醚，它通過(guò)多元酚與過(guò)量氯乙醇(如表氯醇)獲得(例如2，2-雙-(2，3-環(huán)氧丙氧基苯酚)丙烷的二縮水甘油基醚)。
有許多市售的含環(huán)氧材料可用于本發(fā)明。它們的商品名稱(chēng)有EPIKOTE1001、EPIKOTE1002、EPIKOTE1003、EPIKOTE1004、EPIKOTE8028、和EPIKOTE154，均購(gòu)自Yuka Shell Chemical Co.。
本發(fā)明的密封劑組合物還包括熱塑性聚酰胺組分。熱塑性聚酰胺組分指含有酰胺部分的聚合物材料， 該材料具有熱塑性加工特性。即是說(shuō)，熱塑性聚酰胺材料在加熱以后會(huì)軟化并流動(dòng)，所以可以成形，然后在冷卻時(shí)硬化。在重新加熱后，該材料再次軟化。熱塑性聚酰胺組分實(shí)現(xiàn)了與含環(huán)氧材料以及不促進(jìn)含環(huán)氧材料固化的其它密封劑組合物組分的所需互溶性。熱塑性聚酰胺組分還為密封劑組合物提供優(yōu)良的低溫性能，尤其是柔韌性。
將所需的熱塑性聚酰胺組分與含環(huán)氧材料在熔體相中混合(即熔融混合)，較佳的是在含環(huán)氧材料不固化的時(shí)候形成均勻的單相混合物。當(dāng)該混合物(熔體混合物)變透明時(shí)，均勻單相的形成就清楚了。較佳的是，對(duì)于大約100重量份的含環(huán)氧材料，使用大約90至350重量份的聚酰胺組分。當(dāng)聚酰胺組分的含量約為90重量份或更低時(shí)，固化的密封劑組合物易變脆。另一方面，當(dāng)聚酰胺組分的含量大約為350重量份或更高時(shí)，固化的密封劑組合物無(wú)法充分固化，在重新加熱后太容易流動(dòng)。當(dāng)含環(huán)氧材料固化后，會(huì)形成兩個(gè)分離相或多相的組合物。一個(gè)相來(lái)自于固化的含環(huán)氧材料，另一個(gè)相來(lái)自于熱塑性聚酰胺組分。當(dāng)這兩個(gè)相從包含含環(huán)氧材料以及熱塑性聚酰胺組分的均勻單相形成時(shí)，兩個(gè)相是均勻分布的，即使含環(huán)氧材料如上所述那樣固化后。因此，含環(huán)氧材料以及熱塑性聚酰胺將其特性賦予密封劑組合物?；烊氲臒崴苄跃埘０方M分有一定程度的不均勻性是可以接受的，只要密封劑組合物被賦予所需的特性即可。
另外，所需熱塑性聚酰胺組分的熔點(diǎn)應(yīng)不高于含環(huán)氧材料的固化溫度，以防含環(huán)氧材料在密封劑組合物加熱并密封到所需表面上時(shí)固化。另外，密封劑組合物是通過(guò)加熱來(lái)熔化的，從而使得其容易進(jìn)入不連續(xù)處。當(dāng)密封劑組合物用于汽車(chē)工業(yè)中時(shí)，其熱塑性聚酰胺組分通常具有不超過(guò)大約180℃的熔點(diǎn)。
密封劑組合物包含含環(huán)氧材料固化用的固化劑。固化劑較佳是熱活化的，以便使含環(huán)氧材料能在受熱時(shí)固化或硬化。例如，適用的熱活化固化劑包括含有胺的酰氨基和咪唑。具有酰胺基的固化劑通常宜為雙氰胺。較佳的，具有咪唑的固化劑通常是三嗪衍生物。雙氰胺固化劑以商品名“EH3636”購(gòu)自ACR Co.。三嗪衍生物固化劑以商品名“2MZA”購(gòu)自Shikoku Chemical Co.。
另外，密封劑組合物還可含有一些添加劑，例如填料如鈣粉和二氧化硅粉，以商品名“IRGANOX 1010”購(gòu)自Ciba-Geigy Corp.的抗氧劑、以商品名“TINUVINTM P”購(gòu)自Ciba-Geigy Corp.的紫外吸收劑、以及以商品名“FC36”購(gòu)自Minnesota Mining andManufacturing Company的表面活性劑。
第一層(密封劑層)1中的密封劑組合物在室溫下是固體。希望該密封劑組合物在室溫或稍稍低于室溫下稍有粘性，以便先將密封劑組合物或含有密封劑的制品置于接頭或接縫上(例如機(jī)動(dòng)車(chē)輛車(chē)頂水渠12中的接頭或接縫)。然而，當(dāng)密封劑組合物呈繩、帶、條狀或類(lèi)似結(jié)構(gòu)時(shí)，它可以迅速連接在要密封的部位上，且施加后對(duì)密封劑組合物的處理無(wú)需什么技巧和力氣。(例如要使施加的密封劑材料具有可接受的外觀)。預(yù)計(jì)本發(fā)明的密封劑組合物在室溫下基本上沒(méi)有粘性。若密封劑組合物基本上沒(méi)有粘性，如圖1所示，則宜在含密封劑組合物的第一層1表面上提供具有粘性的第二層2。這是基本上沒(méi)有粘性的密封劑組合物仍然能如上所述進(jìn)行放置的一種方式。
如圖6和7所示，粘合劑第二層2可通過(guò)多個(gè)相互間隔的(較佳是間隔均勻的)粘合劑微球3來(lái)形成。微球3本身可提供足夠粘性的表面來(lái)形成粘合劑第二層2。無(wú)論這些微球形成粘合劑層2的所有部分還是僅僅一部分，都能夠形成至少一個(gè)通道為截留在不連續(xù)處(如車(chē)頂水渠12的重疊接頭)的氣泡從密封劑制品10下方逸出之用，從而使得盡可能多的密封劑組合物與不連續(xù)處貼合，不因截留的空氣而與其分開(kāi)。結(jié)果，當(dāng)密封劑組合物受熱軟化后，更多的密封劑組合物會(huì)接觸并密封住不連續(xù)處(如在車(chē)頂水渠底部形成的接頭，如圖7所示)的表面。由于截留了很少的氣泡，密封劑組合物外露表面上凹陷的形成就受到抑制。這些凹陷可因截留的氣泡受熱膨脹然后冷卻收縮而形成在密封劑組合物外露表面上。因此，利用這些微球3，可獲得優(yōu)良的外觀。較佳的粘合劑微球3用的是丙烯酸聚合物材料。為了形成好的通道，粘合劑微球的粒徑宜為30-500微米。當(dāng)制品10受熱使密封劑組合物軟化并密封住不連續(xù)處表面(例如車(chē)頂水渠12的內(nèi)表面)時(shí)，微球3就進(jìn)入密封劑組合物(例如見(jiàn)圖7)。
在第二層2的表面上還可以有剝離層，從而使其能迅速連接。圖2顯示了這種實(shí)施方案，其中剝離層4的一個(gè)表面上有突起，有突起的該表面與密封劑制品10的第二層2的表面接觸。通過(guò)圖3的剝離層透視圖，容易了解本文所用剝離層4的突起的一種列舉性圖案。
在本發(fā)明中，特別希望的剝離層4至少一個(gè)表面上有多個(gè)互相間隔的突起。在這種情況下，當(dāng)剝離層4表面上的突起至少與第二層2接觸時(shí)，也可以除去第二層2的部分粘合劑表面，以便形成一個(gè)通道。因此，如果該突起具有尖端部分，則能更有效地形成通道。第二層2上也可具有上述相互或均勻間隔的粘合劑微球。更佳的是，可以間隔有多個(gè)連續(xù)的尖的突起，它們相互相交或垂直相交(如圖3所示)，從而在第二層2中形成氣泡能各向同性地排出的通道。這樣的剝離層4例如以“EA Liner(商品名)”購(gòu)自Minnesota Mining and Manufacturing Company。剝離層4上的突起可用已知的顯微復(fù)制技術(shù)形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方案，本發(fā)明的密封劑制品10在第一層(密封劑層)1表面或其它表面上有柔軟的第三層5。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，就可防止截留在密封劑制品中的氣泡到達(dá)密封劑制品10的表面。圖4和5顯示了第三層5的兩個(gè)較佳的位置。圖4的密封劑制品10包括在第一層1背對(duì)第二層2的表面上的第三層5。圖5的密封劑制品10包括了在兩個(gè)第一層1和11之間的第三層5。所需的制品10具有撓性和貼合性，且在第一層1和第三層5之間的界面上沒(méi)有截留大量氣泡。較佳的，該第三層5例如可用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚乙烯(PE)制得。
特別佳的柔軟的第三層5例如可以商品名“Expancel”購(gòu)自Nihon Filite KK，該層因包含塑料泡(未顯示)而具有一定孔隙度。柔軟的第三層5能通過(guò)其毛細(xì)管作用和其它作用方便而均勻地分散不連續(xù)處中截留的空氣。具體地說(shuō)，在第一層1固化期間，這種對(duì)空氣的分散作用可通過(guò)加熱來(lái)加速。在將密封劑組合物隨后冷卻至室溫的步驟中，截留空氣的局部收縮可得到抑制，從而使密封劑組合物有均勻收縮的趨勢(shì)。因此很容易消除局部凹陷的形成。或者，不管柔軟層5有無(wú)孔隙度，由均勻分散的須晶或非織造布組成的填料可包括在柔軟層5中，用以截留氣泡。
上述粘合劑層2和剝離層4不僅可分別施加到上述密封劑組合物上，而且還可施加到其它合適的密封劑組合物上。例如，考慮到粘合劑層2和剝離層4的施加，密封劑組合物可用熱塑性聚氨酯組分或聚酯組分，而不是用本申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)上述的熱塑性聚酰胺組分來(lái)制成。具體地說(shuō)，當(dāng)密封劑組合物含有30-70％重量的熱塑性聚氨酯組分或聚酯組分時(shí)，它在模擬的封條密封、溫度周期老化、低溫延伸或搭接密封試驗(yàn)中均表現(xiàn)出優(yōu)良的特性。這樣的熱塑性聚氨酯組分可以商品名“ET370”購(gòu)自TakedaBadische Urethane Industries，Ltd.，其熔點(diǎn)為160℃，伸長(zhǎng)率不小于100％。熱塑性聚酯組分以商品名“DINAPOL S1402”購(gòu)自Huels America Inc.，其熔點(diǎn)為80℃。
實(shí)施例下列實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但不應(yīng)被理解為限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1準(zhǔn)備Henschel Co.生產(chǎn)的熱塑性聚酰胺組分(商品名MACROMELT 6238)。該熱塑性材料的熔點(diǎn)為135℃，-20℃的伸長(zhǎng)率為130％。另準(zhǔn)備Yuka Shell Co.生產(chǎn)的含環(huán)氧材料(商品名為EPIKOTE1001)。另外，將ACR Co.生產(chǎn)的雙氰胺(商品名EH3636)和Shikoku Chemical Co.生產(chǎn)的三嗪衍生物(2MZA)以2∶l的重量比混合，制得固化劑。
然后，將50重量份熱塑性聚酰胺組分、40重量份含環(huán)氧材料以及10重量份固化劑均勻混合，獲得密封劑組合物。將該密封劑組合物投入擠出成形機(jī)中，制成厚度為2.0毫米的片材(密封劑制品)。
如下方式制得測(cè)試基材。首先，用雙面粘合帶將寬25毫米、長(zhǎng)150毫米、厚0.8毫米的玻璃板在搭接的條件下連接到寬25毫米、長(zhǎng)150毫米、厚0.8毫米的冷軋鋼帶上。通過(guò)鋼帶和玻璃板的搭接形成的從鋼帶到玻璃板表面上的臺(tái)階模擬了在機(jī)動(dòng)車(chē)輛車(chē)頂水渠底部的接縫。在將上述未固化的密封劑組合物片材切成長(zhǎng)100毫米、寬20毫米的矩形帶后，將其置于鋼帶的一邊上，在120℃下加熱10分鐘，然后在140℃下加熱40分鐘。在將測(cè)試基材冷卻至室溫后，通過(guò)玻璃目視檢查模擬的接縫(用從鋼帶到玻璃板表面上的臺(tái)階表示)，用以確定是否形成了密封。在本實(shí)施例中，觀察到密封劑組合物已經(jīng)熔化、在鋼帶上流動(dòng)，填充了玻璃板表面和鋼帶之間的縫隙，這是可接受的密封。
將涂覆有汽車(chē)級(jí)電子沉積涂層(E-涂層，U-600 Black，購(gòu)自Nippon Paint Co.，Ltd.)的1毫米厚的冷軋鋼板彎成長(zhǎng)25毫米、寬8毫米、深3毫米的矩形U形通道，用以模擬機(jī)動(dòng)車(chē)輛的車(chē)頂水渠。
將上述未固化的密封劑組合物片材切成長(zhǎng)25毫米、寬8毫米的矩形帶后，將該帶置于模擬的車(chē)頂水渠通道底部，并在120℃下加熱10分鐘，以使密封劑組合物固化。在冷卻至室溫后，將與蜜胺醇酸交聯(lián)的高固體型聚酯的標(biāo)準(zhǔn)汽車(chē)底漆噴到密封劑組合物上，然后在140℃下固化30分鐘。冷卻至室溫后，使涂漆的密封劑組合物經(jīng)受溫度循環(huán)老化試驗(yàn)。
在溫度循環(huán)老化試驗(yàn)中，一個(gè)循環(huán)包括-30℃下2小時(shí)、然后在室溫(約23℃)下2小時(shí)，然后70℃下2小時(shí)。5個(gè)循環(huán)后，用肉眼檢查模擬的車(chē)頂水渠通道中密封劑組合物的狀況。結(jié)果，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)測(cè)試前后密封劑組合物的視覺(jué)外觀有所不同。
低溫伸長(zhǎng)率的測(cè)量用以下方式進(jìn)行。使一段未固化的密封劑組合物在140℃下加熱30分鐘，然后冷卻至室溫。然后根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)K-6251將此固化樣品模切成1號(hào)啞鈴形的試樣。然后，在此試樣上作標(biāo)記，以顯示互相隔開(kāi)40毫米的兩條平行線。然后，將測(cè)試樣品夾持在裝有溫控調(diào)節(jié)室的拉伸試驗(yàn)機(jī)(Orientec Corporation生產(chǎn))的十字頭夾具(夾頭距離約為60-70毫米)中。將夾住的樣品在溫控室中-20℃下放置20分鐘，然后以50毫米/分鐘的十字頭速度進(jìn)行拉伸直至樣品斷裂。斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)率根據(jù)下式計(jì)算伸長(zhǎng)率[％]＝[(A－40)/40]×100其中A是樣品斷裂時(shí)兩條平行線之間的距離(毫米)。本實(shí)施例的密封劑組合物的伸長(zhǎng)率為10％。這樣的伸長(zhǎng)率使得它可以防止因在低溫下通常汽車(chē)使用所引起的應(yīng)力而導(dǎo)致密封劑層中形成的缺陷(例如開(kāi)裂、斷裂、脫層或從其所施加的表面上翹起)。這些密封劑層的缺陷不僅會(huì)使塵土、水分和其它不希望的物質(zhì)通過(guò)密封劑進(jìn)入，而且還阻礙了隨后施加的制品(如板條、罩子等)的牢固固定。
水浸泡試驗(yàn)用下列方式進(jìn)行。將上述未固化的密封劑組合物片材(25毫米×40毫米)置于涂有電子沉積涂層的鋼板(65毫米×150毫米)上，120℃加熱10分鐘，制得樣品。冷卻至室溫后，將汽車(chē)底漆噴在未固化的片材上。使該樣品在140℃下固化20分鐘，然后冷卻至室溫。所用的涂有電子沉積層的鋼板、底漆和基漆均如溫度循環(huán)老化試驗(yàn)中所述。使樣品在40℃水中浸泡250小時(shí)，然后在測(cè)試前后目視檢查。結(jié)果，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)視覺(jué)外觀有什么不同。
搭接密封的試驗(yàn)如下方式進(jìn)行。將與上述溫度循環(huán)老化試驗(yàn)中所用相同的兩塊0.8毫米厚的涂有電子沉積涂層的鋼板焊接在一起形成搭接接頭。在該搭接接頭上施加上述未固化的片材(20毫米×100毫米)，95℃加熱10分鐘，然后140℃下加熱36分鐘。冷卻后，目視檢查該片材。結(jié)果，密封劑組合物有流入搭接接頭中并與鋼板粘合的所需趨勢(shì)，表明搭接接頭被密封。
另外，如下方式進(jìn)行表面外觀試驗(yàn)。將兩塊有電子沉積層的鋼板(與上述溫度循環(huán)老化試驗(yàn)中的相同)彎成矩形-U形通道，將它們點(diǎn)焊在一起形成重疊的結(jié)構(gòu)，制得模擬的機(jī)動(dòng)車(chē)輛車(chē)頂水渠。該模擬的車(chē)頂水渠寬20毫米、深10毫米，長(zhǎng)300毫米，水渠底部有焊接的接縫或接頭。另外，在水渠底部形成10個(gè)凹陷，每個(gè)凹陷的直徑約為5毫米，深約0.8毫米。將上述未固化的片材切成寬19毫米、長(zhǎng)300毫米的帶，將帶置于模擬的車(chē)頂水渠底部。在100℃下加熱該測(cè)試樣品10分鐘，然后在140℃加熱20分鐘，然后冷卻至室溫。然后目視檢查模擬的車(chē)頂水渠，尤其是凹陷區(qū)域。結(jié)果，密封劑組合物的表面在測(cè)試后形成了凹陷。因此，對(duì)于凹陷區(qū)域的形成而言，密封劑組合物不能滿足所需的要求，不能充分地填充凹痕。
在上述一些評(píng)價(jià)試驗(yàn)中，模擬的接縫密封試驗(yàn)、溫度循環(huán)老化試驗(yàn)、低溫伸長(zhǎng)率測(cè)試和250小時(shí)水浸泡測(cè)試的結(jié)果列在下表1中，該表還列出了對(duì)比例1的結(jié)果。
實(shí)施例2重復(fù)上述實(shí)施例1的步驟，只是上述表面外觀測(cè)試在一片材上進(jìn)行，該片材的一個(gè)表面上均勻地涂覆著涂覆重量為7克/平方米的粒徑為35微米的粘合劑微球(Minnesota Mining and Manufacturing Company生產(chǎn))，代替上述測(cè)試中所用的未固化片材。密封劑組合物在測(cè)試后形成了具有凹陷的表面。因此，對(duì)于凹陷區(qū)域而言，該密封劑組合物能滿足所需的要求，能充分地填充了凹陷。
實(shí)施例3重復(fù)實(shí)施例2的程序，只是實(shí)施例2的上述表面外觀測(cè)試在這樣的片材上進(jìn)行，該片材的另一面有厚125微米的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(MELLINEX#316)(ICI-Du Pont Co.生產(chǎn))，代替在上述測(cè)試中所用的具有粘合劑微球的未固化的片材。密封劑組合物在測(cè)試后形成了具有凹陷的表面。因此，對(duì)于凹陷區(qū)域而言，密封劑組合物能滿足所需的要求，能充分地填充了凹陷。
對(duì)比例1用與實(shí)施例1所述相同的方法，制得密封劑組合物，并從該組合物制成片材，只是用Henschel Co.生產(chǎn)的熱塑性聚酰胺組分(商品名MICROMELT6238)代替HenschelCo.生產(chǎn)的熱塑性聚酰胺組分(商品名MICROMELT6217)。該熱塑性聚酰胺組分的軟化點(diǎn)為112-122℃，-20℃下的伸長(zhǎng)率為8％。用與實(shí)施例1所述幾乎相同的方法，進(jìn)行模擬的接縫密封、溫度循環(huán)老化、低溫伸長(zhǎng)率和250小時(shí)水浸泡測(cè)試進(jìn)行評(píng)價(jià)。然而，如下表1所示，本對(duì)比例的密封劑組合物在低溫伸長(zhǎng)率試驗(yàn)中的伸長(zhǎng)率不超過(guò)1％。還發(fā)現(xiàn)，溫度循環(huán)老化使對(duì)比密封劑組合物因通常汽車(chē)使用引起的應(yīng)力而開(kāi)裂、斷裂、脫層或從其所施加的表面上翹起。因此，當(dāng)采用這樣的密封劑組合物時(shí)，不僅會(huì)使塵土、水分和其它不希望的物質(zhì)進(jìn)入，而且還會(huì)使隨后施加的制品(如板條、罩子等)不能牢固地固定。
表1
如上所述，根據(jù)本發(fā)明可以獲得密封劑組合物和密封劑制品，該組合物和制品能有效地密封不連續(xù)處，而且同時(shí)能維持足夠的柔韌性以抵抗使用時(shí)所受的應(yīng)力。具體地說(shuō)，本發(fā)明的密封劑組合物和密封劑制品能在極其寒冷的條件下維持優(yōu)秀的特性，如柔韌性，因此它們能防止諸如開(kāi)裂、斷裂、脫層和從表面上翹起等缺陷。避免了這些密封劑層缺陷，就可防止塵土、水分和其它不希望的物質(zhì)通過(guò)密封劑進(jìn)入所密封的不連續(xù)處，而且還使制品(如板條、罩子等)能牢牢地固定在所施加的密封劑層上。
權(quán)利要求
1.一種密封劑組合物，該組合物包含可固化的含環(huán)氧材料；熔點(diǎn)低于含環(huán)氧材料固化溫度的熱塑性聚酰胺組分；以及用于含環(huán)氧材料的固化劑；其中在含環(huán)氧材料固化后，密封劑組合物在-20℃下的伸長(zhǎng)率至少為2％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封劑組合物，它包含10-60％重量的含環(huán)氧材料和30-70％重量的熱塑性聚酰胺組分。
3.一種密封劑制品，它包含權(quán)利要求1或2所述的密封劑組合物形成的密封劑層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封劑制品，其中在密封劑層的下表面上有粘合劑層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的密封劑制品，其中粘合劑層含有許多個(gè)粘合劑微球。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的密封劑制品，其中粘合劑層表面上有剝離層，剝離層上形成了多個(gè)突起，突起至少與粘合劑層接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項(xiàng)所述的密封劑制品，其中在密封劑層的上表面上還有柔性層。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項(xiàng)所述的密封劑制品，其中在密封劑層中還有柔性層。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至8任一項(xiàng)所述的密封劑制品，其中密封劑制品被制成能與汽車(chē)車(chē)頂水渠內(nèi)表面配合并加以密封的尺寸。
10.一種不連續(xù)處與權(quán)利要求3至8任一項(xiàng)所述的密封劑制品的組合體，其中密封劑制品被放置和處理成用來(lái)密封該不連續(xù)處。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合體，其中不連續(xù)處形成了汽車(chē)的一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合體，其中不連續(xù)處形成了機(jī)動(dòng)車(chē)輛的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合體，其中不連續(xù)處是車(chē)頂水渠。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13任一項(xiàng)所述的組合體，它還包含在密封劑制品上的一層油漆。
全文摘要
一種密封劑組合物包含可固化的含環(huán)氧材料、熔點(diǎn)低于含環(huán)氧材料固化溫度的熱塑性聚酰胺組份、以及含環(huán)氧材料用的固化劑。在含環(huán)氧材料固化后,密封劑組合物在－20℃下的伸長(zhǎng)率至少為2%。該密封劑組合物能有效地密封不連續(xù)處,同時(shí)維持足夠的柔韌性以吸收施加的應(yīng)力,從而防止密封劑中形成缺陷而使塵土、水份和其它不希望的物質(zhì)進(jìn)入。
文檔編號(hào)B32B27/38GK1332778SQ99815167
公開(kāi)日2002年1月23日 申請(qǐng)日期1999年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月28日
發(fā)明者篠崎光太郎, 鹽崎和良 申請(qǐng)人:美國(guó)3M公司