ТЕРМООТВЕРЖДАЕМАЯ ПРИ НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ АДГЕЗИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 2020 года по МПК C09J163/00 C09J11/04 C09J11/06 B62D65/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к термоотверждаемой при низкой температуре адгезивной композиции для конструкций, используемой при производстве автомобильной конструкции путем конструктивного соединения корпусов и деталей автомобиля.

Уровень техники

В соответствующей области техники известна адгезивная композиция для конструкций, используемая для производства автомобильной конструкции путем соединения панелей корпуса или деталей корпуса автомобиля.

В связи с тем, что для отверждения адгезивной композиции ее необходимо нагревать до высокой температуры, высокотемпературная термообработка снижает экономическую эффективность, материал основания должен быть термостойким, продукты теряют свойства при нагреве и т.п. Кроме того, при нанесении адгезивной композиции на те детали автомобильной конструкции, где сложно повысить температуру, существует риск недостаточного отверждения из-за недостаточного нагрева. Таким образом, существует потребность в термоотверждаемом при низкой температуре адгезиве для конструкций, пригодном для термообработки при низкой температуре. В качестве способа реализации низкотемпературного отверждения может быть предложен способ примешивания в адгезив ускорителя отверждения, термоотверждаемого при низкой температуре. Например, в патентном документе 1 раскрыт способ соединения с использованием для связывания латентного эпоксидного отверждающего агента, полученного путем аддиционной полимеризации алициклического диамина и алкил(мет)акрилата, и термического отверждения латентного эпоксидного отверждающего агента при температуре от 60 до 120°C.

Кроме того, в процессе нанесения адгезива процедуру нанесения задают таким образом, чтобы адгезив несколько выступал из зазора между присоединяемой концевой деталью и присоединенной деталью под действием прижимающего давления в процессе сварки, с учетом адгезионной способности и герметизирующих свойств. Поскольку нанесенный термоотверждаемый адгезив отверждают посредством нагревания в сушильной печи, адгезив имеет такие физические свойства, что вязкость адгезива однократно снижается в течение периода, когда температура поднимается от обычной температуры (например, 20°C) до температуры отверждения (например, 150°C), когда сушильная печь перемещается, во время так называемого среднего периода связывания, так что выступающий участок адгезива вытекает наружу и отделяется от межслойного участка между присоединяемой концевой деталью и присоединенной деталью и возможно появление дефектов-канавок из-за перемещения выступающего участка. Появление дефектов-канавок может приводить к нарушению электроосажденного покрытия и может образоваться ржавчина. Таким образом, существует потребность в адгезиве, который не приводит к появлению дефектов-канавок. В патентном документе 2 в качестве состояния адгезива, реализующего это условие, раскрыто, что минимальное значение комплексной вязкости во время нагревания устанавливают равным 200 Па·с или менее.

Как правило, ускоритель отверждения в адгезиве, главным образом состоящий из эпоксидной смолы, сохраняет свой потенциал, поскольку находится в эпоксидной смоле в твердом виде. Ускоритель отверждения плавится под воздействием тепла и ускоряет реакцию отверждения за счет контакта с эпоксидной смолой. Однако ускоритель отверждения при низкой температуре ускоряет реакцию с эпоксидной смолой даже при наличии воды, и, следовательно, вязкость растет, когда адгезив абсорбирует влагу. Поскольку вязкость растет, также возрастает минимальная комплексная вязкость во время нагревания, и, следовательно, адгезив вытекает наружу и отделяется от межслойного участка присоединяемого конца и присоединенной детали, и появляются дефекты-канавки вследствие перемещения выступающего участка, так что существует проблема нарушения электроосажденного покрытия и ухудшения свойств защиты от ржавчины. В процессе производства автомобиля адгезив наносят, а затем оставляют до связывания (в настоящем описании называется «стоянием в открытом виде»). В этом случае дефекты-канавки появляются, в частности, после термоотверждения, и коррозионная стойкость ухудшается.

Кроме того, адгезив, имеющий малую исходную вязкость, может быть сдут разбрызгивателем в процессе распылительной обработки на сборочной линии по производству автомобилей.

Список библиографических ссылок

Патентная литература

Патентный документ 1: JP 2001-281759 A

Патентный документ 2: JP 2016-172528 A

Изложение сущности изобретения

Техническая задача

Настоящее изобретение было выполнено в свете вышеупомянутых проблем в соответствующей области, и цель настоящего изобретения заключается в получении термоотверждаемой при низкой температуре адгезивной композиции для конструкций, которая может отверждаться при низкой температуре за небольшой период времени, приводит к меньшему образованию дефектов-канавок после стояния в открытом виде и обладает свойством высокой защиты от ржавчины, коррозионной стойкостью, устойчивостью к воздействию разбрызгивателя и технологичностью, а также способ производства автомобильной конструкции с использованием адгезивной композиции.

Решение задачи

Для решения вышеуказанных проблем в соответствии с настоящим изобретением термоотверждаемая при низкой температуре адгезивная композиция для конструкций включает в себя: (A) эпоксидную смолу, (B) инкапсулированный в микрокапсулы отверждающий агент, (C) гигроскопичный агент, (D) модификатор вязкости и (E) стабилизатор.

Гигроскопичный агент (C) представляет собой оксид кальция и предпочтительно содержит материал как с обработкой поверхности, так и без обработки поверхности.

У термоотверждаемой при низкой температуре адгезивной композиции для конструкций минимальное значение комплексной вязкости при нагревании в процессе измерения динамической вязкоупругости при деформации 1% или менее после стояния в открытом виде предпочтительно составляет 200 Па·с или менее.

Способ производства автомобильной конструкции в соответствии с настоящим изобретением включает в себя нанесение адгезивной композиции для конструкций, описанной в настоящем изобретении, на склеиваемый материал с последующим термоотверждением адгезивной композиции для конструкций. Адгезивная композиция для конструкций в соответствии с настоящим изобретением может быть пригодна для использования в способе сварного склеивания (способ с использованием как адгезива, так и точечной сварки).

Преимущества изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предлагается термоотверждаемая при низкой температуре адгезивная композиция для конструкций, которая может отверждаться при низкой температуре за небольшой период времени, приводит к меньшему образованию дефектов-канавок после стояния в открытом виде и обладает высокой коррозионной стойкостью, устойчивостью к воздействию разбрызгивателя и технологичностью даже после стояния в открытом виде, а также способ производства автомобильной конструкции с использованием этой композиции и сама автомобильная конструкция.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 представлена принципиальная схема, на которой показан пример способа производства автомобильной конструкции с использованием адгезивной композиции в соответствии с настоящим изобретением, и показано состояние после связывания.

На фиг. 2 представлена принципиальная схема конфигурации реометра.

Описание вариантов осуществления

Ниже будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения; однако эти варианты осуществления показаны в качестве примеров, и очевидно, что возможны различные модификации, при условии, что такие модификации не отклоняются от технических идей настоящего изобретения.

Термоотверждаемая при низкой температуре адгезивная композиция для конструкций в соответствии с настоящим изобретением представляет собой термоотверждаемую при низкой температуре адгезивную композицию для конструкций, включающую в себя: (A) эпоксидную смолу, (B) инкапсулированный в микрокапсулы отверждающий агент, (C) гигроскопичный агент, (D) модификатор вязкости и (E) стабилизатор.

Термоотверждаемая при низкой температуре адгезивная композиция для конструкций в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно не содержит электропроводящего углерода. Если в ней содержится электропроводящий углерод, то возникает проблема, которая заключается в том, что во время нагревания возрастает минимальная комплексная вязкость, появляются дефекты-канавки и ухудшается коррозионная стойкость. Следовательно, термоотверждаемая при низкой температуре адгезивная композиция для конструкций в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно представляет собой композицию, не содержащую электропроводящего углерода.

В качестве эпоксидной смолы (A) могут широко использоваться известные эпоксидные смолы, которые не имеют конкретных ограничений, и к примерам эпоксидной смолы (А) относятся бисфенольное соединение, гидрированное бисфенольное соединение, фенол или О-крезол новолак, ароматический амин, глицидилэфирный заместитель соединений, имеющих известный основной каркас, таких как полициклическое алифатическое или ароматическое соединение, соединение, имеющее циклогексеноксидный каркас, и т.п. К типичным примерам эпоксидной смолы (A) относятся диглицидиловый эфир бисфенола A и его конденсат, то есть так называемая эпоксидная смола типа бисфенола А.

Эпоксидный эквивалент эпоксидной смолы (A) предпочтительно составляет от 80 до 10 000, а более предпочтительно от 80 до 200.

В качестве инкапсулированного в микрокапсулы отверждающего агента (B) в основном используют известный отверждающий агент. То есть к инкапсулированному в микрокапсулы отверждающему агенту (B) относятся такие, которые добавляют и полимеризуют с эпоксидной смолой (A), и такие, которые полимеризуют эпоксидную смолу (А) путем анионной полимеризации. Кроме того, инкапсулированные в микрокапсулы отверждающие агенты на основе амина представляют собой вещества, обладающие каталитическим действием в качестве ускорителя отверждения в реакции отверждения с известным эпоксидным отверждающим агентом, который добавляют и полимеризуют с эпоксидной смолой. Предпочтительно, чтобы отверждающий агент на основе амина в настоящем изобретении представлял собой твердое вещество, которое может иметь порошковую форму при комнатной температуре в целях инкапсулирования в микрокапсулы, и чтобы он имел температуру плавления 40°C или выше. Конкретные примеры отверждающего агента на основе амина включают в себя приведенные ниже.

То есть к примерам отверждающего агента на основе амина относятся ароматические полиамины, такие как фенилендиамин, толилендиамин, диаминодифенилметан и диаминодифенилсульфон; алифатические полиамины, такие как диаминоциклогексилметан и 3,9-бис(3-аминопропил)2,4,8,10-тетраоксаспиро(5,5)ундекан; продукты реакции присоединения этих полиаминов с эпоксидной смолой (A) и/или моноэпоксидным соединением; полиамидамины, полученные путем конденсации диаминов, таких как этилендиамин и ксилилендиамин с дикарбоновыми кислотами, такими как адипиновая кислота и димерная кислота; соединения на основе имидазола, такие как 2-метилимидазол, 1-бензил-2-метилимидазол, 1-цианоэтил-2-метилимидазол и соль 1-цианоэтил-2-метилимидазолтримеллитовой кислоты; продукты реакции присоединения соединений на основе имидазола с эпоксидной смолой (A): имидазолиновые соединения, такие как 2-метилимидазолин; гуанидиновые соединения, такие как дициандиамид; третичные аминные соединения, такие как 1,4-диазабицикло[2,2,2]октан; и соединения, такие как соли новолака с 1,8-диазабицикло[5,4,0]ундеценом-7.

Можно использовать только один тип этих отверждающих агентов или можно использовать два или более типов этих отверждающих агентов в комбинации. Количество используемого отверждающего агента равно обычно используемому количеству отверждающего агента, и при необходимости используемое количество можно корректировать. В качестве способа инкапсуляции отверждающего агента в микрокапсулы применяют известный способ. Это означает, что существует способ нанесения покрытия на материалы, способные образовывать пленку на поверхностях мелкодисперсных частиц порошка отверждающего агента на основе амина (JP H05-247179 A, JP H06-73163 A и т.п.), способ блокирования функциональной группы отверждающего агента, присутствующей на поверхностных слоях мелкодисперсных частиц отверждающего агента на основе амина другим реакционноспособным материалом, способным взаимодействовать с функциональной группой отверждающего агента (JP S58-83023 A, JP S58-55970 A, JP S64-70523 A и т.п.) или т.п.

К примерам гигроскопичного агента (С) относятся оксид кальция, оксид алюминия, хлорид кальция и т.п., и предпочтительно используется оксид кальция, а более предпочтительно используется комбинация оксида кальция с обработкой и без обработки поверхности.

Доля компонента (C) в смеси не имеет конкретных ограничений; однако доля в смеси предпочтительно составляет от 0,1 до 20 частей по массе, а более предпочтительно от 1 до 10 частей по массе относительно 100 частей по массе компонента (A).

К примерам модификаторов вязкости (D) относятся мелкодисперсный карбонат кальция и диоксид кремния, причем диоксид кремния является предпочтителен.

Доля компонента (D) в смеси не имеет конкретных ограничений; однако доля в смеси предпочтительно составляет от 1 до 15 частей по массе, а более предпочтительно от 1 до 10 частей по массе относительно 100 частей по массе компонента (A).

К примерам стабилизатора (E) относятся боратный сложный эфир, и боратное соединение представлено общей формулой, показанной химической формулой (1) ниже.

B(OR¹)(OR²)(OR³)…(1)

(В формуле каждый из R¹–R³ представляет собой атом водорода, или алкильную группу, или арильную группу, имеющую 20 или менее атомов углерода. R¹–R³ могут быть одинаковыми или разными.) К конкретным примерам стабилизатора (E) относятся представленные ниже. То есть к примерам стабилизатора (E) относятся триметилборат, триэтилборат, трипропилборат, трибутилборат, тригексилборат, триоктилборат, тристеарилборат, трифенилборат, тритолилборат, триксилилборат, трибензилборат и т.п. Можно использовать только один тип из этих сложных боратных эфиров или можно использовать два или более типов из этих боратных эфиров в комбинации. Если количество атомов углерода в алкильной группе и/или арильной группе боратного соединения превышает 20, то содержание атомов бора в боратном соединении уменьшается, а эффективность боратного соединения значительно снижается. Альтернативно боратное соединение само по себе отверждено и имеет высокую температуру плавления и непригодность для обработки. Количество атомов углерода предпочтительно составляет от 1 до 12, а более предпочтительно от 1 до 8.

Доля компонента (E) в смеси не имеет конкретных ограничений; однако доля в смеси предпочтительно составляет от 0,001 до 10 частей по массе, а более предпочтительно от 0,01 до 5 частей по массе относительно 100 частей по массе компонента (A).

В дополнение к вышеописанным компонентам в адгезивную композицию для конструкций по настоящему изобретению можно добавлять уретановую смолу, наполнитель, разбавитель, силановый связывающий агент и т.п., при условии, что это негативно не повлияет на эффекты настоящего изобретения. В дополнение к вышеописанным компонентам можно добавлять пигменты-наполнители (филлеры), такие как карбонат кальция, сульфат бария и тальк, и цветные пигменты, такие как углеродная сажа, оксид титана и оксид железа. Дополнительно можно добавлять тиксотропные материалы, такие как ketjen black, кремнезем, мелкодисперсный карбонат кальция и сепиолит. Кроме того, в качестве агента, улучшающего адгезионную способность, для улучшения адгезионной способности, например прочности на отрыв, можно добавлять акриловую смолу.

В адгезивной композиции для конструкций в соответствии с настоящим изобретением вязкость при 20°C составляет от 1530 до 3580 (Па·с) при скорости сдвига 0,2 (с^-1) в соответствии со способом измерения на основе JISK 7117-2. Установив этот диапазон, можно совместимо обеспечить устойчивость к действию разбрызгивателя и свойства покрытия.

Кроме того, в случае адгезивной композиции для конструкций в соответствии с настоящим изобретением, поскольку минимальное значение комплексной вязкости ŋ* во время нагревания при измерении динамической вязкоупругости при деформации 1% или менее (например, 0,1%), частоте 1 Гц и скорости роста температуры 5°C/мин составляет 200 Па·с или менее, канавочный участок между присоединяемой концевой деталью и выступающим участком можно убрать и можно предотвратить появление дефектов-канавок, вызванных перемещением выступающего участка, и нарушение электроосажденного пленочного покрытия одновременно с появлением дефектов-канавок, в результате чего коррозионная стойкость будет предпочтительной. Минимальное значение комплексной вязкости ŋ* при нагревании предпочтительно составляет от 50 до 200 Па·с, а более предпочтительно от 80 до 150 Па·с.

Измерение динамической вязкоупругости надлежащим образом проводится в диапазоне, включающем температурный диапазон повышения текучести адгезива и температурный диапазон начала отверждения адгезива. Например, если нагрев и отверждение адгезива проводят при 170°C, то его можно проводить на половинном периоде (например, от 40°C до 90°C) от исходной нормальной температуры (20°C) до температуры отверждения адгезива 170°C.

Кроме того, примеры состояния стояния в открытом виде при измерении динамической вязкоупругости включают состояние, при котором адгезив стоит в открытом виде при 40°C и относительной влажности 85% в течение 4 дней.

Комплексную вязкость η* при нагревании можно измерить, например, с помощью реометра или т.п. На фиг. 2 представлена принципиальная схема конфигурации реометра. Реометр 10 выполнен с возможностью определения физических свойств адгезива 3, связанных с вязкоупругостью, по характеристикам отклика на деформацию, получаемым при приложении к образцу синусоидальной нагрузки, имеющей угловую частоту ω.

Как проиллюстрировано на фиг. 2, реометр 10 включает неподвижную пластину 11, подвижную пластину 12, которая заключает адгезив 3 в качестве образца в зазор (например, 0,5 мм) между неподвижной пластиной 11 и подвижной пластиной 12; приводной блок 13, который может прикладывать нагрузку к адгезиву 3 путем вращения и вибрации подвижной пластины 12 в заданном цикле; дисковый участок 14, который вращается и вибрирует в синхронизации с подвижной пластиной 12; корпусный участок 15, содержащий внутри себя пластины 11 и 12 и адгезив 3, который может регулировать внутреннюю температуру, повышая и понижая ее; кодовый датчик 16, который может определять цикл подвижной пластины 12 на основе вращательно-вибрационной активности дискового участка 14; контрольно-измерительный блок 17, который может измерять момент вязкостного трения, создаваемый в подвижной пластине 12, и одновременно управлять приводным блоком 13 на основе значения, определяемого кодовым датчиком 16; блок 18 контроля температуры, который управляет температурой в корпусном участке 15; и оперативный блок 19, который может отображать различные измеренные значения и одновременно управлять контрольно-измерительным блоком 17 и блоком 18 контроля температуры.

Реометр 10 определяет динамический модуль упругости (также называемый эластическим модулем накопления) G’ и динамический коэффициент вязкости ŋ’ на основе фазового сдвига между нагрузкой и деформацией, приложенной к адгезиву 3, и амплитуды нагрузки и деформации.

Эластический модуль потерь G” может быть рассчитан путем подстановки коэффициента динамической вязкости ŋ’ в уравнение (1) ниже. Следует отметить, что ω представляет собой угловую частоту.

G” = ωη’…(1)

Комплексный модуль упругости G^* рассчитывают путем подстановки эластического модуля накопления G’ и эластического модуля потерь G”, полученного по уравнению (1), в уравнение (2) ниже. Следует отметить, что i представляет собой мнимую единицу.

G^* = G’ + iG”…(2)

Комплексный модуль вязкости η^* рассчитывают путем подстановки комплексного модуля упругости G*, полученного по уравнению (2), в уравнение (3) ниже.

η^* = G^*/(iω)…(3)

Уравнение (4) может быть получено из уравнений (1)–(3).

η^* = η’ - iη”…(4)

Мнимая часть η” комплексной вязкости η^* представляет собой параметр, определяемый по уравнению (5) ниже.

η” = G’/ω…(5)

Адгезивная композиция для конструкций в соответствии с настоящим изобретением относится к типу отверждаемых при низкой температуре и может отверждаться при температуре от 130 до 170°C в течение приблизительно 5–20 минут.

Адгезивная композиция для конструкций в соответствии с настоящим изобретением используется для производства автомобильной конструкции путем конструктивного соединения деталей, таких как корпуса или детали автомобиля. В частности, подходящим для адгезии способом является конструкционный способ (способ сварного склеивания) с использованием как точечной сварки, так и адгезива. Это означает, что адгезивная композиция для конструкций в соответствии с настоящим изобретением также подходит для соединения корпусов автомобиля.

Способ производства автомобильной конструкции в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно представляет собой способ производства на линии производства автомобилей и включает стадию термического отверждения после нанесения адгезивной композиции на склеиваемый материал. В способе производства автомобильной конструкции в соответствии с настоящим изобретением нанесение предпочтительно выполняют с помощью робота-манипулятора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема, на которой показан пример способа производства автомобильной конструкции с использованием адгезивной композиции в соответствии с настоящим изобретением, и показано состояние после связывания. На фиг. 1 номера позиций 1 и 2 представляют собой элементы-компоненты, составляющие корпус автомобиля. Первый элемент-компонент 1 и второй элемент-компонент 2, которые являются соединяемыми материалами, склеиваются адгезивной композицией 3 в соответствии с настоящим изобретением с получением автомобильной конструкции. Адгезивная композиция 3 расположена между адгезивной поверхностной частью 1a первого элемента-компонента 1 и фланцевым участком 2a второго элемента-компонента 2, и адгезивная композиция 3 выталкивается под давлением при точечной сварке с образованием выступающего участка 3b. Адгезивная композиция 3 отверждается путем нагревания при заданной температуре в течение заданного периода времени с образованием адгезивного участка 3a. На фиг. 1 номер позиции 5 обозначает электроосажденное пленочное покрытие, которое образовано красками для электроосаждаемого покрытия на поверхностях первого элемента-компонента 1 и второго элемента-компонента 2.

Примеры

Настоящее изобретение будет дополнительно конкретно описано ниже с использованием примеров, однако эти примеры приведены для иллюстрации настоящего изобретения и объем настоящего изобретения не ограничен ими.

Примеры 1–2 и сравнительные примеры 1–4

Адгезивная композиция для конструкций была получена при помощи следующей процедуры с использованием частей по массе каждого компонента, показанных в таблице 1 ниже. Каждый материал смешивали, перемешивали и дегазировали в течение 2 минут при пониженном давлении с помощью смесителя-деаэратора HM-400WV (производства компании Kyoritsu Seiki Co., Ltd.) с получением адгезивной композиции для конструкций.

Таблица 1

Примеры Примеры Сравни-
тельный пример Сравни-
тельный пример Сравни-
тельный пример Сравни-
тельный пример 1 2 1 2 3 4 (A) Эпоксидная смола* 1 100 100 100 100 100 100 (B) Отверждающий агент A* 2 (инкапсулированный в микрокапсулы) 30 30 0 0 30 30 Отверждающий агент B* 3 (не инкапсулированный в микрокапсулы) 8 8 8 8 8 8 Отверждающий агент С* 4 (не инкапсулированный в микрокапсулы) 0 0 0 15 0 0 (C) Гигроскопичный агент A*5 5 10 5 5 5 5 (C) Гигроскопичный агент B*6 5 0 5 5 5 5 (D) Модификатор вязкости* 7 8 8 8 8 0 8 (E) Стабилизатор* 8 6 6 6 6 6 0 Неорганический наполнитель* 9 38 38 38 38 38 38 Реакционный разбавитель* 10 3 3 3 3 3 3

В таблице 1 представлена таблица, в которой описан состав каждого смешиваемого материала в частях по массе и приведены сведения о каждом из смешиваемых материалов.

*1) DER331 — жидкая эпоксидная смола типа бисфенол А производства компании Olin Corporation.

*2) Смесь HX-3088, в которой 1 часть по массе латентного ускорителя отверждения, в котором производное имидазола покрыто реагентом, таким как эпоксидная смола, диспергирована в 2 частях по массе жидкой эпоксидной смолы типа бисфенол А производства компании Asahi Kasei Corporation.

*3) Дициандиамид DYHARD 100SH производства компании AlzChem Group AZ

*4) PN-23 — аддукторный отверждающий агент на основе эпоксиимидазола, производства компании Ajinomoto Fine-Techno Co., Inc.

*5) QC-X — оксид кальция, производства компании Inoue Calcium Corporation

*6) CML-31 — оксид кальция с обработкой поверхности, производства компании Omi Chemical Industry Co., Ltd.

*7) TS-720 — пирогенный диоксид кремния, обработанный полидиметилсилоксаном, производства компании Cabot Japan Co.

*8) L-07N — боратное соединение производства компании Shikoku Chemicals Corporation

*9) NN #500 — карбонат кальция производства компании Nitto Flour Industry Co., Ltd.

*10) ED-502S — алифатический моноглицидиловый эфир производства компании ADEKA Corporation

Каждая адгезивная композиция для конструкций по примерам 1 и 2 и сравнительным примерам 1–4, приведенным выше, подвергалась испытанию характеристик, описанному ниже, и результаты представлены в таблице 2 ниже.

(1) Испытание на прочность при сдвиге

Полученная адгезивная композиция для конструкций была нанесена на лист холоднокатаной стали размером 100 мм × 25 мм × 1,6 мм с толщиной покрытия 0,1 мм, и два наложенных стальных листа перекрывались на 12,5 мм, а выступающую адгезивную композицию для конструкций убирали, таким образом подготавливая образец для испытаний на сдвиг. Образец для испытаний подвергали термическому отверждению при 130°C в течение 10 минут, а затем охлаждали в течение 24 часов. После этого проводили испытание со скоростью растяжения 50 мм/мин с использованием универсального прибора для испытаний на растяжение. Испытуемый образец, имеющий прочность при сдвиге 15 МПа или более, оценивали как хороший, а испытуемый образец, имеющий прочность при сдвиге менее 15 МПа, оценивали как плохой.

(2) Испытание исходной вязкости / вязкости после хранения

Вязкость полученной адгезивной композиции для конструкций измеряли при 20°C с помощью роторного вискозиметра RST-CPS производства компании Brookfield Co. на исходной стадии (сразу же после получения) и после хранения полученной адгезивной композиции для конструкций при 50°C в течение 7 дней. Для измерения использовали параллельную пластину диаметром 25 мм, и условия задавали так, чтобы зазор составлял 0,5 мм, а скорость сдвига составляла 0,2 с^-1.

(3) Испытание на минимальную комплексную вязкость после стояния в открытом виде

После того как полученная адгезивная композиция для конструкций простояла в открытом состоянии при 40°C и влажности 85% в течение 4 дней, температуру поднимали от 20 до 170°C со скоростью 5°C в минуту и выполняли измерение минимального значения комплексной вязкости с использованием реометра 10, показанного на фиг. 2. Для измерения использовали параллельную пластину диаметром 25 мм, и условия задавали таким образом, чтобы зазор составлял 0,5 мм, частота составляла 1 Гц, а деформация составляла 0,1%.

(4) Испытание на состояние выбухания после стояния в открытом виде

Полученная адгезивная композиция для конструкций была нанесена на центр пластины из холоднокатаной стали размером 70 мм × 150 мм и толщиной 0,8 мм в виде валика полукруглой формы φ 4,5 мм длиной 130 мм и оставлена в открытом состоянии при 40°C и влажности 85% на 4 дня; лист холоднокатаной стали размером 15 мм × 150 мм и толщиной 0,8 мм приваривали точечной сваркой от верхней части валика, наносили покрытие путем электроосаждения, подвергали термическому отверждению при 150°C в течение 20 мин и определяли состояние выбухания отвержденной адгезивной композиции для конструкций, выступающей из-под стальной пластины. Продукт, не имеющий дефекта-канавки и выбухания, определяли как отличный; продукт, не имеющий дефекта-канавки и имеющий выбухание в 5 точках или менее, определяли как хороший; а продукт, имеющий большее выбухание или дефекты-канавки, определяли как плохой.

Таблица 2

Примеры Примеры Сравни-
тельный пример Сравни-
тельный пример Сравни-
тельный пример Сравни-
тельный пример 1 2 1 2 3 4 Прочность при сдвиге (МПа) (выдерживание 130°C × 10 мин) 17,8 18,0 Не отвержден 17,7 16,8 17,7 Определение прочности при сдвиге Хороший Хороший Плохой Хороший Хороший Хороший Исходная вязкость (Па·с) (20°C, 0,2 с^-1) 2624 2389 3358 3931 Не удалось измерить
(низкая вязкость) 2561 Вязкость после хранения (Па·с) (вязкость через 7 дней при 50°C) 3282 3526 4135 5120 Не удалось измерить
(низкая вязкость) 3995 Минимальная комплексная вязкость после стояния в открытом виде (Па·с) (40°C × 85% в течение 4 дней) 182 164 865 Не удалось измерить (высокая вязкость) 2 414 Состояние после стояния в открытом виде (40°C × 85% в течение 4 дней) Отличное Хороший Не отвержден Без сварки Отличное Плохой

В примерах 1 и 2 прочность при сдвиге является хорошей даже при условиях отверждения 130°C в течение 10 минут, что является низкой температурой и небольшим периодом времени, вязкость является приемлемой на исходной стадии и после хранения, минимальная комплексная вязкость после стояния в открытом виде составляет 200 Па·с или менее, а выбухание после стояния в открытом виде составляет 5 точек или менее. Это означает, что адгезивная композиция для конструкций по примерам 1 и 2, которая является термоотверждаемой при низкой температуре и имеет отличную адгезионную способность, обладает хорошей вязкостью на исходной стадии и после хранения, обладает превосходной устойчивостью к воздействию разбрызгивателя и технологичностью и может предотвращать появление дефектов-канавок и выбухание после стояния в открытом виде.

С другой стороны, в сравнительном примере 1 адгезивная композиция для конструкций не может отверждаться при низкой температуре; в сравнительном примере 2 адгезивная композиция для конструкций имеет высокую вязкость после стояния в открытом виде и, таким образом, не может быть приварена точечной сваркой; в сравнительном примере 3 адгезивная композиция для конструкций имеет слишком низкую исходную вязкость и, таким образом, может рассеиваться в процессе обработки разбрызгивателем, а в сравнительном примере 4 адгезивная композиция для конструкций имеет слишком высокую густоту после хранения и ее сложно наносить, поэтому она может приводить к появлению дефектов-канавок после стояния в открытом виде.

Перечень условных обозначений

1 — первый элемент-компонент

1а — адгезивная поверхностная часть

2 — второй элемент-компонент

2a — фланцевый участок

3 — адгезивная композиция

3a — адгезивный участок

3b — выступающий участок

5 — электроосажденное пленочное покрытие

10 — реометр

11 — фиксированная пластина

12 — подвижная пластина

13 — приводной блок

14 — дисковый участок

15 — корпусный участок

16 — кодовый датчик

17 — контрольно-измерительный блок

18 — блок контроля температуры

19 — функциональный блок.

Предложена термоотверждаемая при низкой температуре адгезивная композиция для конструкций, а также способ производства автомобильной конструкции с использованием адгезивной композиции. Термоотверждаемая при низкой температуре адгезивная композиция для конструкций содержит (A) эпоксидную смолу, (B) инкапсулированный в микрокапсулы отверждающий агент, (C) гигроскопичный агент, (D) модификатор вязкости и (E) стабилизатор. Гигроскопичный агент (C) представляет собой оксид кальция, модификатор вязкости (D) представляет собой диоксид кремния, стабилизатор (E) представляет собой боратный сложный эфир. Отверждение осуществляется при температуре от 130 до 170° C. Изобретение обеспечивает термоотверждаемую при низкой температуре адгезивную композицию, обладающую высокой адгезионной способность, хорошей вязкостью на исходной стадии и после хранения, устойчивостью к воздействию разбрызгивателя, технологичностью и может предотвращать появление дефектов-канавок и выбухание после стояния в открытом виде. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 пр., 2 табл., 2 ил.

1. Термоотверждаемая при низкой температуре адгезивная композиция для конструкций, содержащая:

(A) эпоксидную смолу;

(B) инкапсулированный в микрокапсулы отверждающий агент;

(C) гигроскопичный агент;

(D) модификатор вязкости; и

(E) стабилизатор,

где

гигроскопичный агент (C) представляет собой оксид кальция,

модификатор вязкости (D) представляет собой диоксид кремния,

стабилизатор (E) представляет собой боратный сложный эфир, и

отверждение при низкой температуре осуществляется при температуре от 130 до 170°C.

2. Термоотверждаемая при низкой температуре адгезивная композиция для конструкций по п. 1, в которой (C) гигроскопичный агент содержит материал как с обработкой поверхности, так и без обработки поверхности.

3. Термоотверждаемая при низкой температуре адгезивная композиция для конструкций по п. 1 или 2, в которой минимальное значение комплексной вязкости при нагревании во время измерения динамической вязкоупругости при деформации 1% или менее после стояния в открытом виде составляет 200 Па·с или менее.

4. Способ производства автомобильной конструкции, который включает нанесение адгезивной композиции для конструкций, описанной в любом из пп. 1-3, на склеиваемый материал с последующим термоотверждением адгезивной композиции для конструкций.