ES2272959T3 - Material activable. - Google Patents

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Abstract

Material expandible adhesivo, que comprende: de un 40% a un 70% en peso, con respecto al material adhesivo, de una resina epoxi; de un 30% a un 50% en peso, con respecto al material adhesivo, de un aducto epoxi/elastómero; en el que el material expandible adhesivo carece sustancialmente de EMA y EVA.

Description

Material activable.
Campo de la invención
La presente invención se refiere, de manera general, a un material activable (por ejemplo, expandible mediante calor) y a un método para la formación y aplicación del mismo.
Antecedentes de la invención
Durante muchos años, la industria se ha involucrado en el diseño de materiales tales como adhesivos, materiales estructurales, o combinaciones de los mismos. Como ejemplos, la industria del transporte y, en particular, la industria del automóvil se ha involucrado en el diseño de materiales estructurales adhesivos que no aumenten significativamente el peso de un vehículo, que presenten resistencia adhesiva, que tengan una elevada relación entre resistencia y peso, o similares. Sin embargo, el diseño de tales materiales puede presentar dificultades. Por ejemplo, puede resultar difícil diseñar e incorporar materiales de menor peso que continúen presentando los niveles de resistencia, adhesividad, o similares deseados. Como ejemplo adicional, los componentes de materiales que aportan diferentes características a los materiales pueden ser habitualmente incompatibles. Por lo tanto, existe la necesidad de obtener materiales que superen una o varias de dichas dificultades.
Características de la invención
En consecuencia, la presente invención da a conocer un material, que puede utilizarse para estanqueizar, amortiguar, reforzar, unir estructuralmente, o similares, una serie de estructuras. El material es normalmente un material adhesivo expandible, y también incluye normalmente uno o varios de los siguientes componentes: una resina epoxi; un aducto que contiene elastómero; un material de refuerzo; una carga; un agente de soplado; un agente de curado; un acelerador para el agente de soplado o el agente de curado; combinaciones de los mismos, o similares. Una resina epoxi preferente es un epoxi de bisfenol A líquido. Un aducto que contiene elastómero preferente es un aducto de caucho butilo-nitrilo con terminación epoxi-carboxilo sólido. Un material de refuerzo preferente es una fibra de aramida en forma de pulpa, que puede ayudar en el control del flujo del material.
El material puede formarse según una serie de protocolos. En un método preferente, los distintos componentes del material están mezclados entre ellos en uno o varios procesos de mezcla continuos o del tipo de lotes. Preferentemente, después de la formación, el material es relativamente pegajoso. El material puede aplicarse (por ejemplo, adherirse) a una serie de estructuras, que pueden estar formadas por varios materiales, tales como aluminio, magnesio, acero, un compuesto moldeado en láminas, un compuesto moldeado en masa, termoplásticos, combinaciones de los mismos, o similares. Según una realización preferente, el material se aplica en una barra del bastidor de un vehículo automóvil, tal como un vehículo deportivo utilitario. Además, el material puede utilizarse en una serie de aplicaciones, tales como elementos de unión, elementos de refuerzo, relleno de una junta entre elementos, o similares. El material puede utilizarse para estanqueizar una junta, evitar la formación de grietas por fatiga, adherir un refuerzo, o similares en la barra del bastidor u otra parte del vehículo automóvil. Preferentemente, el material y los elementos que tienen el material aplicado
en los mismos aumentan la rigidez de los elementos en un vehículo automóvil u otro artículo de fabricación.
Breve descripción de los dibujos
Las características y aspectos inventivos de la presente invención resultarán evidentes mediante la lectura de la siguiente descripción detallada, de las reivindicaciones, y de los dibujos, de los cuales se realiza a continuación una breve descripción:
la figura 1 es una vista en sección de una junta de un conjunto de bastidor de un vehículo automóvil.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se refiere a la obtención de un material activable mejorado, y a artículos que incorporan el mismo. El material activable se expande preferentemente mediante su activación por calor o en otras condiciones, y a continuación se hará referencia al mismo como material expandible. Se contempla, no obstante, que ciertas realizaciones del material pueden ser sustancialmente no expandibles.
Normalmente, el material expandible ayuda a obtener un refuerzo estructural, propiedades de adhesión, estanqueidad, amortiguación acústica, o una combinación de las mismas, en el interior de una cavidad en o sobre la superficie de una estructura, o en uno o más elementos estructurales (por ejemplo, un panel de cuerpo o elemento estructural) de un artículo de fabricación (por ejemplo, un vehículo automóvil).
El material expandible incluye:
de un 40% a un 70% en peso de una resina epoxi; de un 30% a un 50% en peso de un aducto epoxi/ elastómero; en el que el material expandible adhesivo carece sustancialmente de EMA y EVA.
El material expandible de la presente invención puede aplicarse a una serie de artículos de fabricación, para aportar integridad estructural a partes o elementos de artículos, para obtener una amortiguación acústica en los artículos o para estanqueizar los artículos. Ejemplos de tales artículos de fabricación incluyen, aunque no exclusivamente, dispositivos domésticos o industriales, armarios, contenedores de almacenamiento, edificios, estructuras, o similares. En realizaciones preferentes, el material expandible se aplica a partes de un vehículo automóvil, tales como elementos de la carrocería o del bastidor (por ejemplo, una barra de bastidor de vehículo) del vehículo automóvil. Un método de la presente invención contempla la aplicación del material expandible en una superficie de una de las estructuras mencionadas anteriormente en un estado no expandido o parcialmente expandido, y la activación del material para expandirlo hasta un volumen superior que su volumen en estado no expandido (por ejemplo, un 100% superior, un 500% superior, un 1000% superior, un 2000% superior, un 5000% superior, o más).
Los porcentajes se refieren en este caso a porcentajes en peso, a no ser que se indique otra cosa.
Resina epoxi
La resina epoxi utilizada en este caso se entenderá como cualquier material epoxi dimérico, oligomérico o polimérico convencional que contiene al menos un grupo funcional epoxi. Los materiales de base polímero pueden ser materiales epoxi que contienen materiales con uno o varios anillos de oxirano polimerizables mediante una reacción de apertura de anillo. El material estructural adhesivo incluye entre un 40% y un 70% en peso de resina
epoxi.
El epoxi puede ser alifático, cicloalifático, aromático, o similar. El epoxi puede suministrarse como un sólido (por ejemplo, como gránulos, fragmentos, trozos, o similares) o como un líquido (por ejemplo, una resina epoxi). El epoxi puede incluir un copolímero de etileno o terpolímero que puede tener una alfa-olefina. Como copolímero o terpolímero, el polímero está compuesto por dos o tres monómeros diferentes, es decir, moléculas pequeñas con una elevada reactividad química que son capaces de enlazarse con moléculas similares. Preferentemente, se añade una resina epoxi al material expandible para aumentar las propiedades de adhesión del material. Un ejemplo de resina epoxi puede ser una resina fenólica, que puede ser de tipo novalac u otro tipo de resina. Otro epoxi preferente que contiene materiales puede incluir un éter polímero epiclorhidrina de bisfenol-A, o una resina epoxi de bisfenol-A que puede modificarse con butadieno u otro aditivo polimérico.
Aducto que contiene elastómero
En una realización especialmente preferente, se utiliza un aducto que contiene elastómero en la composición de la presente invención, y preferentemente en una concentración relativamente elevada (por ejemplo, del orden de la resina epoxi). El híbrido epoxi/elastómero o producto de reacción está incorporado en una cantidad del 30% al 50% en peso del material expandible.
A su vez, el propio aducto incluye en general aproximadamente de 1:5 a 5:1 partes de epoxi por partes de elastómero, y más preferentemente, aproximadamente de 1:3 a 3:1 partes de epoxi por partes de elastómero. El compuesto elastómero puede ser cualquier elastómero adecuado descrito en el estado de la técnica, tal como un elastómero termocurable. Ejemplos de elastómeros incluyen, aunque no exclusivamente, caucho natural, caucho estireno-butadieno, poliisopreno, poliisobutileno, polibutadieno, copolímero isopreno-butadieno, neopreno, caucho nitrilo (por ejemplo, un nitrilo butil, tal como el butilo-nitrilo con terminación carboxilo), caucho butilo, elastómero polisulfuro, elastómero acrílico, elastómero acrilonitrilo, caucho de silicona, polisiloxanos, caucho de poliéster, elastómero de condensación de enlace de diisocianato, EPDM (cauchos etileno-propileno dieno), polietileno clorosulfonado, hidrocarburos fluorinados, y similares. En una realización, se utiliza cacho de neumático reciclado.
El aducto que contiene elastómero, cuando se añade al material expandible, se añade preferentemente para modificar las propiedades estructurales del material expandible, tales como la resistencia, tenacidad, rigidez, módulo de elasticidad, o similares. Adicionalmente, el aducto que contiene elastómero puede seleccionarse para hacer que el material expandible sea más compatible con recubrimientos tales como pinturas a prueba de agua, sistemas de imprimación u otros recubrimientos convencionales.
Agente de soplado
Pueden añadirse uno o varios agentes de soplado al material expandible para producir gases inertes que forman, según se desee, una estructura de célula abierta y/o cerrada en el material expandible. De esta manera, será posible disminuir la densidad de los artículos fabricados a partir del material. Además, la expansión del material ayuda a mejorar la capacidad de estanqueidad, la capacidad de humectación del sustrato, la adhesión al sustrato, la amortiguación acústica, combinaciones de las mismas, o similares.
El agente de soplado puede incluir uno o varios grupos que contienen nitrógeno, tales como amidas, aminas, y similares. Ejemplos de agentes de soplado adecuados incluyen azodicarbonamida, dinitrosopentametilentetramina, 4,4_{i}-oxi-bis-(bencensulfonilhidracida), trihidracinotriacina, y N, N_{i}-dimetil-N, N_{i}-dinitrosotereftalamida.
También puede incorporarse un acelerador para los agentes de soplado en el material expandible. Puede utilizarse una serie de aceleradores para aumentar el ritmo al que los agentes de soplado forman los gases inertes. Un acelerador del agente de soplado preferente es una sal metálica, o un óxido, por ejemplo, un óxido metálico, tal como el óxido de zinc. Otros aceleradores preferentes incluyen tiazoles o imidazoles modificados y no modificados, ureas, o
similares.
Las cantidades de agentes de soplado y de aceleradores del agente de soplado en el material expandible pueden variar ampliamente, dependiendo del tipo de estructura celular deseada, de la cantidad de expansión deseada del material expandible, de la proporción de expansión deseada, y similares. Ejemplos de cantidades de agentes de soplado y de aceleradores del agente de soplado en el material expandible son desde aproximadamente el 0% en peso a aproximadamente el 5% en peso, y están presentes en el material expandible preferentemente en fracciones de porcentajes de peso.
En una realización, la presente invención contempla prescindir de un agente de soplado. Por lo tanto, es posible que el material no sea un material expandible. Preferentemente, la formulación de la presente invención se activa térmicamente. Sin embargo, pueden utilizarse otros agentes para llevar a cabo la activación por otros medios, tales como humidificación, radiación o de otra manera.
Agente de curado
Pueden añadirse uno o varios agentes de curado y/o aceleradores del agente de curado al material expandible. Las cantidades de agentes de curado y de aceleradores del agente de curado en el material pueden, al igual que los agentes de soplado, variar ampliamente, dependiendo del tipo de estructura celular deseada, de la cantidad de expansión deseada del material expandible, de la proporción de expansión deseada, de las propiedades estructurales deseadas del material expandible, y similares. Son ejemplos de cantidades de agentes de soplado o aceleradores del agente de curado presentes en el material expandible entre aproximadamente el 0% en peso a aproximadamente el 7% en
peso.
Preferentemente, los agentes de curado ayudan en el curado del material expandible mediante la reticulación de los polímeros, de las resinas epoxi (por ejemplo, haciendo reaccionar en exceso cantidades estequiométricas de agente de curado con los grupos de epóxido en las resinas) o ambos. También es preferente que los agentes de curado ayuden a termocurar el material expandible. Son clases útiles de agentes de curado materiales seleccionados entre aminas alifáticas o aromáticas o sus aductos respectivos, amidoaminas, poliamidas, aminas cicloalifáticas, (por ejemplo, anhídridos, poliésteres policarboxílicos, isocianatos, resinas de base fenol (tales como resinas novolak de fenol o cresol, copolímeros tales como los de terpeno fenol, polivinil fenol, o copolímeros formaldehído de bisfenol-A, alcanos bishidroxifenil, o similares), o mezclas de los mismos. Agentes de curado particularmente preferentes incluyen poliaminas o poliamidas modificadas y no modificadas, tales como trietilenotetramina, dietilenotriamina, tetraetilenopentamina, cianoguanidina, diciandiamidas, y similares. También puede incorporarse un acelerador para los agentes de curado (por ejemplo, una urea modificada o no modificada, tal como una urea bis metileno difenil, un imidazol, o una combinación de los mismos) para preparar el material expandible.
Aunque también son posibles tiempos de curado más largos, es posible obtener tiempos de curado inferiores a 5 minutos, e incluso inferiores a 30 segundos, para la formulación de la presente invención. Además, estos tiempos de curado pueden depender de si se aplica energía adicional (por ejemplo, calor, luz, radiación) al material, o de si el material se cura a temperatura ambiente.
Carga
El material expandible también puede incorporar una o varas cargas, incluyendo, aunque no exclusivamente, materiales en partículas (por ejemplo, polvo), gránulos, microesferas, o similares. Preferentemente, la carga incluye un material con una densidad relativamente baja que, en general, no es reactivo con los otros componentes presentes en el material expandible.
Ejemplos de cargas incluyen sílice, tierra de diatomeas, vidrio, arcilla, talco, pigmentos, colorantes, gránulos o burbujas de vidrio, vidrio, fibras cerámicas de carbono, antioxidantes, y similares. Dichas cargas, en particular las arcillas, pueden ayudar a que el material expandible se nivele por sí mismo durante el flujo del material. Las arcillas que pueden utilizarse como cargas pueden incluir arcillas de los grupos de caolinita, ilita, clorita, esmectita, o sepiolita, que pueden estar calcinadas. Entre los ejemplos de cargas adecuadas se incluyen, aunque no exclusivamente, talco, vermiculita, pirofilita, sauconita, saponita, nontronita, montmorilonita, o mezclas de las mismas. Las arcillas también pueden incluir cantidades menores de otros ingredientes, tales como carbonatos, feldespatos, micas y cuarzo. Las cargas también pueden incluir cloruros amónicos tales como cloruro de dimetil amonio y cloruro de dimetil bencil amonio. También puede utilizarse dióxido de titanio.
En una realización preferente, pueden utilizarse como cargas uno o varios tipos de mineral o roca, tales como carbonato cálcico, carbonato sódico, o similares. En otra realización preferente, pueden utilizarse como cargas minerales de silicatos, tales como la mica. Se ha comprobado que, además de llevar a cabo las funciones normales de una carga, los minerales de silicatos, y la mica en particular, han mejorado la resistencia al impacto del material expandible curado.
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Cuando se utilizan, las cargas del material expandible pueden incluir del 10% al 90% en peso del material expandible. Según algunas realizaciones, el material expandible puede incluir aproximadamente del 0,001% al 30% en peso, y de forma más preferente, aproximadamente del 10% al 20% en peso de arcillas o cargas similares. Una carga de tipo mineral en polvo (por ejemplo, con un diámetro de partículas promedio de aproximadamente 0,01 a 50 micras, y de forma más preferente, de aproximadamente 1 a 25 micras) puede comprender aproximadamente entre el 5% y el 70% en peso, de forma más preferente aproximadamente del 10% al 20%, y de forma todavía más preferente aproximadamente el 13% en peso del material expandible.
Se contempla que una de las cargas u otros componentes del material pueden ser tixotrópicos, para ayudar a controlar el flujo del material, así como propiedades tales como la resistencia a tracción, a compresión o a la cizalla-
dura.
Otros aditivos
Se pueden incluir también pueden incluirse en el material expandible otros aditivos, agentes o modificadores del rendimiento, según se desee, entre los que se puede incluir, sin limitación, agentes resistentes a rayos UV, retardantes de la llama, modificadores de impacto, estabilizadores térmicos, fotoiniciadores de rayos UV, colorante, auxiliares de proceso, lubrificantes, refuerzos (por ejemplo, fibra de vidrio cortada o continua, cerámica, aramida o fibra carbono o similares).
Cuando se seleccionan los componentes apropiados para el material expandible, puede ser importante conformar el material de modo que solamente se activará (por ejemplo, en cambios de estado como fluido, espuma, u otros) en los momentos o temperaturas adecuados. Por ejemplo, en la mayoría de aplicaciones, no es deseable que el material sea reactivo a temperatura ambiente, o bien de otro modo a la temperatura ambiente en un entorno de producción. Más usualmente, el material expandible se activa para fluir a temperaturas de proceso superiores. Como ejemplo, temperaturas tales como las que se dan en una planta de montaje de automóviles pueden ser apropiadas, especialmente cuando el material expandible se procesa junto con los otros componentes a temperaturas elevadas o a niveles de energía aplicada superiores, por ejemplo, durante las etapas de preparación de pintado. Las temperaturas que se dan en muchas operaciones de recubrimiento (por ejemplo, en un horno de curado de pintura), por ejemplo, llegan hasta aproximadamente 250ºC o superiores.
Realizaciones y ejemplos especialmente preferentes
En la presente invención, se contempla que también puedan incorporarse en el material expandible polímeros distintos a los descritos anteriormente, tales como termoplásticos, por ejemplo, mediante copolimerización, mezclado, o de otra manera. Por ejemplo, aunque no exclusivamente, otros polímeros que podrían incorporarse de forma apropiada en el material expandible incluyen polímeros halogenados, policarbonatos, policetonas, uretanos, poliésteres, silanos, sulfonas, alilos, olefinas, estirenos, acrilatos, metacrilatos, epoxis, siliconas, fenólicos, cauchos, óxidos de polifenileno, tereftalatos, acetatos (por ejemplo, EVA), acrilatos, metacrilatos (por ejemplo, polímero acrilato metil etileno), o mezclas de los mismos. Otros materiales poliméricos potenciales pueden ser o pueden incluir, aunque no exclusivamente, polietileno, polipropileno, poliestireno, poliolefinas, poliacrilato, poli(óxido de etileno), poli(etileniminia), poliéster, poliuretano, polisiloxano, poliéter, polifosfacina, poliamida, polimida, poliisobutileno, poliacrilonitrilo, poli(cloruro de vinilo), poli(metil metacrilato), poli(vinil acetato), poli(cloruro de vinilideno), politetrafluoroetileno, poliisopreno, poliacrilamida, ácido poliacrílico, o polimetacrilato.
No obstante, en realizaciones especialmente preferentes, el material expandible carece sustancialmente de polímeros termoplásticos o de mezclas de polímeros termoplásticos, que pueden aumentar las temperaturas de transición al vidrio del material. En particular, ciertas realizaciones del material expandible carecen de polímeros termoplásticos, tales como acetatos (por ejemplo, EVA) y acrilatos (por ejemplo, EMA). En tales realizaciones, el material expandible está compuesto preferentemente en más del 40% en peso por una resina epoxi, tal como un epoxi líquido de bisfenol-A, en más del 30% en peso por un aducto epoxi/elastómero, tal como aducto de caucho butilo nitrilo con terminación epoxi-carboxilo sólido (CTBN), y por una fibra, tal como una fibra de aramida en forma de pulpa. Tales realizaciones resultan particularmente ventajosas, debido a que la fibra de aramida en combinación con el componente epoxi-elastómero del material expandible y con los otros componentes permite la formación de un producto pegajoso con una buena integridad física, sin el uso de ciertos polímeros termoplásticos (por ejemplo, EVA o EMA), que tienden a presentar una pobre compatibilidad en un sistema de base epoxi, y pueden reducir la resistencia y la duración de la adhesión.
Adicionalmente, en realizaciones especialmente preferentes, puede utilizarse un aditivo de nanoarcilla para aumentar las propiedades de control de flujo, las propiedades físicas, la duración de la adhesión, la resistencia a hidrólisis, y combinaciones de las mismas o similares. La nanoarcilla puede incluir aproximadamente del 0,1% al 4% en peso del material expandible, de forma más preferente aproximadamente del 0,5% al 2% en peso, y de forma todavía más preferente aproximadamente el 1% en peso del material expandible.
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Ejemplos
Se muestra a continuación la tabla A de ejemplos de materiales expandibles.
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TABLA A
1
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Formación y aplicación del material expandible
La formación del material expandible puede llevarse a cabo según una variedad de técnicas nuevas o conocidas. Preferentemente, el material expandible está formado como un material de composición sustancialmente homogénea. No obstante, se contempla que puede utilizarse una serie de técnicas en combinación para aumentar o disminuir la concentración de ciertos componentes en ciertas ubicaciones del material expandible.
Según una realización, el material expandible se forma mediante el suministro de componentes del material en forma sólida, tal como en gránulos, fragmentos y similares, en forma líquida, o en una combinación de las mismas. Los componentes se combinan normalmente en uno o más contenedores, tales como recipientes grandes u otros contenedores. Preferentemente, los contenedores pueden utilizarse para entremezclar los componentes por rotación o de otra manera, moviendo el contenedor. A continuación, puede aplicarse calor, presión, o una combinación de ambos para ablandar o licuar los componentes, de modo que los componentes puedan entremezclarse por agitación o de otra manera para obtener una composición homogénea única.
Según otra realización, el material expandible puede formarse por calentamiento de uno o varios de los componentes que son, en general, más fáciles de ablandar o licuar, tales como los materiales de base polímero, para llevar estos componentes a un estado mezclable. A continuación, el resto de los componentes pueden entremezclarse con los componentes ablandados.
Dependiendo de los componentes utilizados, puede ser importante asegurar que la temperatura de los componentes permanece por debajo de ciertas temperaturas de activación que podrían provocar que el material expandible se active (por ejemplo, que forme gases, fluya, o se active de otra manera), se cure (por ejemplo, que se endurezca, se haga más rígido, o tenga otro cambo de estado), o ambos. En particular, cuando el material expandible contiene una agente de soplado, es particularmente deseable mantener la temperatura del material expandible por debajo de una temperatura que activará el agente de soplado durante la formación del material expandible o después de que el material expandible se haya aplicado a una superficie.
En situaciones en las que es deseable mantener el material expandible a temperaturas inferiores, resulta deseable mantener los componentes en un estado semisólido o viscoelástico, utilizando presión o una combinación de presión y calor para entremezclar los componentes del material expandible. Se ha diseñado una serie de máquinas para aplicar calor, presión, o ambos a materiales. Una máquina preferente es una extrusora. Según una realización de la presente invención, se puede premezclar una serie de componentes para formar una, dos o más premezclas, e introducirlas en una o varias ubicaciones en una extrusora de husillo simple o doble. A continuación, el calor y la presión aplicados por la extrusora mezclan el material expandible hasta obtener una única composición en general homogénea, y llevándose a cabo todo ello preferentemente sin activar el material.
La activación del material puede incluir al menos cierto grado de formación de espuma o burbujas en situaciones en las que el material expandible incluye un agente de soplado. Dicha formación de espuma o burbujas puede ayudar al material expandible a humectar un sustrato y a formar una unión íntima con el sustrato. No obstante, de forma alternativa, debe reconocerse que el material expandible puede activarse para que fluya sin formación de espuma o burbujas, y seguirá humectando el sustrato para formar una unión íntima. Normalmente, la formación de la unión íntima tendrá lugar, aunque no necesariamente, con el curado del material expandible.
Ventajosamente, el material expandible de la presente invención ha mostrado propiedades valiosas. En las pruebas, ha presentado propiedades valiosas en cuanto a expansión, resistencia a la cizalladura, y resistencia al pelado ("T-peel") adhesivo. La tabla B más abajo muestra las propiedades mostradas por los materiales expandibles con los ingredientes correspondientes mostrados en la tabla A, aunque también indica las propiedades de otras formulaciones de los materiales de la presente invención. La presente invención contempla que las propiedades resultantes del material estén aproximadamente dentro del +/- 25%, y más preferentemente del 50% de las propiedades descritas. Las propiedades en la tabla B corresponden a materiales que se adhirieron a sustratos con líneas de unión de aproximadamente 0,25 mm a 0,01 pulgadas.
La formulación de la presente invención puede aplicarse a una superficie mediante cualquier medio adecuado, tal como por recubrimiento o extrusión. En una realización, se utiliza un aplicador de extrusión robótico, por ejemplo, del tipo descrito en la patente de Estados Unidos número 5.358.397.
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TABLA B
2
Tal como puede observarse, la resistencia a la cizalladura permanece bastante elevada a pesar de la gran variación en la expansión de los materiales. Además, el rendimiento en cuanto a resistencia al pelado permanece relativamente elevado a niveles más altos de expansión, en comparación con los sistemas de expansión convencionales. Tales propiedades exhibidas son particularmente ventajosas en vista de las formulaciones de los materiales expandibles. Los materiales expandibles de la tabla A mantienen unas buenas características de resistencia al pelado y carecen sustancialmente de aditivos tales como flexibilizadores de epoxi (por ejemplo, materiales acrílicos o de base uretano) y de polímeros núcleo/funda, que podrían disminuir la adhesividad o características de resistencia al pelado, y asimismo provocar normalmente unas temperaturas más bajas de transición al vidrio del material. Por lo tanto, los materiales expandibles de la presente invención permiten obtener una flexibilidad de las temperaturas de transición al vidrio relativamente elevadas, junto con unas características de resistencia, adhesión y resistencia al pelado relativamente elevadas.
En otra realización de la presente invención, se trata una superficie exterior del material de la presente invención para permitir que pueda manipularse sin que se produzca una transferencia no deseada del material, tal como hacia una superficie de la carrocería del vehículo. Por lo tanto, es posible que la formulación pueda incluir una capa temporal (de aproximadamente menos de 10 micras a 2 cm (por ejemplo, del orden de aproximadamente menos de 1 mm)) que en general no sea pegajosa, para facilitar su manipulación. Ésta puede consistir en una película de transferencia de plástico, un recubrimiento de base agua, un recubrimiento en polvo, u otros. Por lo tanto, la presente invención también contempla un material adhesivo estructural pegajoso con una superficie de manipulación que, en general, no sea pegajosa al tacto.
Otras aplicaciones para las que puede adaptarse o en las que podría utilizarse la presente tecnología como un material expandible incluyen aquellas del tipo descrito en las patentes de Estados Unidos números 6.358.584; 6.311.452; 6.296.298. Por lo tanto, el material de la presente invención puede aplicarse a un portador, tal como un elemento moldeado, extruído, o estampado (por ejemplo, metales o plásticos, en forma o no de espuma) constituyendo ejemplos de los mismos aluminio, magnesio, titanio, acero, poliamida (por ejemplo, nylon 6 o nylon 6,6), polisulfona, imida termoplástica, polieterimida, polietersulfona, o mezclas de los mismos.
Haciendo referencia a la figura 1, se ilustra un ejemplo de realización de una junta (10) entre un primer elemento (12) y un segundo elemento (14). En la realización ilustrada, el primer elemento (12) es una barra lateral de un vehículo automóvil, y el segundo elemento es una barra transversal del vehículo automóvil. No obstante, se entenderá que el material expandible de la presente invención puede aplicarse en una serie de elementos de una serie de artículos de fabricación. Tal como puede observarse, se ha colocado una cantidad de material expandible (18) de la presente invención entre una superficie (22) del primer elemento (12) y una superficie (24) del segundo elemento (14). Con la expansión, el material expandible (18) humecta preferentemente y se adhiere a las superficies (22), (24) de los elementos (12), (14). De forma simultánea o a continuación, el material expandible (18) se cura preferentemente (por ejemplo, por enfriamiento) para formar una espuma estructural que se fija a los elementos (12), (14) y que permite obtener estanqueidad, amortiguación, refuerzo, o similares de los elementos (12), (14) y/o de la junta (10).
Se ha descrito la realización preferente de la presente invención. No obstante, una persona con conocimientos ordinarios en la materia entenderá que ciertas modificaciones podrían estar comprendidas en lo que se ha explicado en esta invención. Por lo tanto, deberán estudiarse las siguientes reivindicaciones para determinar el ámbito y contenido reales de la invención.

Claims (11)

1. Material expandible adhesivo, que comprende: de un 40% a un 70% en peso, con respecto al material adhesivo, de una resina epoxi; de un 30% a un 50% en peso, con respecto al material adhesivo, de un aducto epoxi/elastómero; en el que el material expandible adhesivo carece sustancialmente de EMA y EVA.
2. Material expandible adhesivo, según la reivindicación 1, en el que el material expandible carece sustancialmente de polímeros termoplásticos.
3. Material expandible adhesivo, según las reivindicaciones 1 ó 2, que comprende además un refuerzo de fibras.
4. Material expandible adhesivo, según la reivindicación 3, en el que el material del refuerzo de fibras es una fibra de aramida en pulpa.
5. Material expandible adhesivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material expandible incluye un agente de curado y un agente de soplado.
6. Material expandible adhesivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aducto epoxi/elastómero es un aducto de caucho butilo-nitrilo con terminación epoxi-carboxilo.
7. Material expandible adhesivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aducto epoxi/elastómero incluye una relación entre partes de epoxi y partes de elastómero de 1:3 a 3:1.
8. Material expandible adhesivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además nanoarcilla.
9. Material expandible adhesivo, según la reivindicación 8, que comprende de un 0,1% a un 4,0% en peso de nanoarcilla, con respecto al material adhesivo.
10. Material expandible adhesivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende: de un 40% a un 60% en peso, con respecto al material adhesivo, de una resina epoxi, siendo la resina epoxi sustancialmente en su totalidad un epoxi líquido de bisfenol A; de un 30% a un 50% en peso, con respecto al material adhesivo, de un aducto epoxi/elastómero, siendo el aducto epoxi/elastómero un aducto de caucho butilo-nitrilo con terminación epoxi-carboxilo sólido (CTBN); un agente de soplado, seleccionado del grupo que consiste en una amida y una amina; un agente de curado seleccionado del grupo que consiste en poliamina y poliamida; material de refuerzo de fibras, siendo el material de refuerzo de fibras una fibra de aramida en pulpa; y de un 0,1% a un 4% en peso, con respecto al peso del material adhesivo, de nanoarcilla; en el que el material expandible adhesivo carece sustancialmente de polímeros termoplásticos y el material expandible presenta una expansión superior al 100% de su tamaño original al ser activado.
11. Material expandible adhesivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que presenta una resistencia a la cizalladura ("lap shear") superior a 13789 kPa (2000 psi).
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