BR112012022319B1

BR112012022319B1 - laminado estrutural compósito

Info

Publication number: BR112012022319B1
Application number: BR112012022319A
Authority: BR
Inventors: Madaus Brandon; Chmielewski Craig
Original assignee: Zephyros Inc
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2020-01-28
Also published as: JP2013521163A; EP2542403B2; US20120028032A1; KR20130020772A; CN103153604A; CN103153604B; WO2011109699A1; EP2542403B1; BR112012022319A2; EP2542403A1; WO2011109699A8; US9096039B2

Abstract

laminado estrutural compósito é descrito um método de formação de um laminado compósito para fornecer vedação, bafagem ou reforço para uma estrutura, o métodocompreendendo: fornecer uma camada de reforço apresentando uma elevada tensão superficial de ao menos cerca de 35 dinas/cm; e alocar um material de espuma estrutural expansível à base de epóxi sobre a camada de reforço para formar o laminado compósito, sendo que as tensões superficiais entre a espuma estrutural e camada de reforço são dentro de cerca de 15 dinas/cm. além disto, as elevadas tensões superficiais da camada de reforço e da espuma estrutural fornecem suficiente umedecimento para a transferência de carga a partir da espuma estrutural para a camada de reforço para: aumentar a resistência à tração do laminado compósito; e aumentar a resistência ao cisalhamento do laminado compósito.

Description

Laminado estrutural composite Reivindicação de prioridade

O presente pedido reivindica o beneficio da data de depósito do pedido provisório Norte Americano No. 61/310.580 (depositado em 4 de março de 2010), a totalidade do conteúdo de dito pedido sendo aqui expressamente incorporada por referência.

Campo da invenção

A presente invenção se refere em geral às estruturas laminadas para reforço de vedação, instabilidade e estrutura. Mais especificamente, a presente invenção se refere a estruturas laminadas incluindo espuma estrutural e materiais veiculares.

Fundamento da invenção

O reforço estrutural de cavidades de veículos é em geral conseguido através da produção de estruturas poliméricas (polymeric carries) com formas específicas que refletem os contornos da cavidade que necessitam de reforço, e a alocação de materiais de espuma expansível sobre certas superfícies das estruturas. Assim, cada estrutura deve ser customizada em uma forma particular que requer a formação e o uso de múltiplos moldes e requer processos adicionais de injeção que são tanto demorados como dispendiosos. Muitas estruturas exigem a injeção por sobremoldagem ou de múltiplos pontos, a fim de serem formadas com o formato correto e com uma densidade suficiente para os propósitos de reforço. Na tentativa de reduzir o custo e esforço associados à produção das estruturas, têm sido feitas tentativas para fornecer materiais de espuma expansíveis sem a inclusão de uma estrutura, tal como as espumas estruturais. A vantagem é que o tamanho e a forma da espuma estrutural podem ser rapidamente modificados e adaptados para qualquer formato necessário. Desafortunadamente, sem uma estrutura, a força do elemento de reforço que inclua somente a espuma estrutural é reduzida. Em adição, sem uma estrutura, é difícil controlar a expansão da espuma estrutural. É, portanto, desejável fornecer uma estrutura de reforço que apresente as vantagens da customização de uma espuma estrutural sem uma estrutura, mas ainda ofereça a resistência necessária para o reforço da cavidade. É ainda desejável que a estrutura adicione o mínimo de peso e de custos na estrutura resultante, mas ainda ofereça a capacidade de reforço e resistência melhorada que seria realizada tanto pela espuma estrutural como apenas pela estrutura.

Síntese da invenção

A presente invenção atende algumas ou todas as necessidades supracitadas através do fornecimento de um laminado estrutural composite que apresenta uma camada de reforço e espuma estrutural de tal forma que a ligação formada entre a camada de reforço e a espuma estrutural fornece uma resistência que

2/19 excede tanto a da espuma estrutural como da camada de reforço sozinha. A presente invenção é direcionada a um método de formação de um laminado composite para fornecer vedação, abafamento/bafagem ou reforço a uma estrutura através do fornecimento de uma camada de reforço e a alocação de espuma estrutural expansível baseada em epóxi sobre essa. A camada de reforço pode apresentar uma tensão superficial de ao menos cerca de 35 dinas/cm. As tensões superficiais da espuma estrutural e da camada de reforço são dentro de cerca de 15 dinas/cm tanto de uma como de outra. As tensões superficiais da camada de reforço e da espuma estrutural fornecem suficiente umedecimento para a transferência de carga a partir da espuma estrutural para a camada de reforço para aumentar a resistência à tração do laminado composite e aumentar a resistência ao cisalhamento do laminado compósito.

A presente invenção é ainda direcionada a um laminado compósito para fornecer vedação, bafagem ou reforço a uma estrutura a qual inclui uma camada de reforço e uma espuma estrutural expansível à base de epóxi. A camada de reforço pode apresentar uma tensão superficial de ao menos cerca de 35 dinas/cm. O material da espuma estrutural expansível a base de epóxi é alocado sobre a camada de reforço para formar o laminado compósito. As tensões superficiais da espuma estrutural e da camada de reforço são dentro de cerca de 15 dinas/cm tanto de uma com como de outra, de modo que a adesão entre a espuma estrutural e a camada de reforço é melhorada.

A presente invenção também é direcionada a um método de formação de um laminado compósito pelo fornecimento de uma camada de reforço polimérico e a alocação de um material de espuma estrutural expansível à base de epóxi sobre a camada de reforço através de um processo de co-extrusão para formar o laminado compósito. A seguir, o laminado compósito é exposto a uma temperatura maior do que 150 °C. A camada de reforço apresenta uma tensão superficial de ao menos cerca de 35 dinas/cm, e pode incluir ao menos um grupo funcional químico livre para reagir, tal como um ácido carboxílico ou uma amina primária ou secundária. A espuma estrutural pode incluir uma resina epóxi, um resultante de epóxi/elastômero incluindo cerca de 1:3 até 3:1 partes de epóxi para elastômero, e um núcleo/revestimento de polímero modificador de impacto. A resina epóxi pode formar uma ligação covalente com o reforço, tal como com o ácido carboxílico ou a amina da camada de reforço, mediante a exposição a temperaturas superiores a 150 °C. A ligação covalente permite a transferência de carga da espuma estrutural para a camada de reforço para aumentar a resistência à tração do laminado compósito.

O laminado compósito inclui propriedades físicas melhoradas em relação às estruturas e materiais existentes para o uso em vedação, bafagem e reforço de cavidades. Estas propriedades físicas melhoradas podem incluir,

3/19 mas não são limitadas, a elevação vertical aumentada, maior resistência ao cisalhamento do revestimento, as propriedades de flexão e esforço melhoradas, resistência à descamação (T-Peel) aumentada, em comparação com o uso de espumas estruturais sozinhas. As estruturas da presente invenção podem também apresentar melhor armazenamento e estabilidade de transporte e maior tempo de prateleira. As estruturas aqui descritas podem também permitem a customização di tamanho, forma e direção de expansão da espuma das estruturas em que a estrutura seja facilmente manipulada. Em adição, a presença da estrutura permite o melhor controle sobre a expansão da espuma estrutural em relação ao uso da espuma estrutural sozinha.

Breve descrição dos desenhos

-a figura 1 é uma vista em corte transversal de uma estrutura de laminado ilustrativa de acordo com os presentes ensinamentos.

-a figura 2 ilustra uma representação gráfica da elevação vertical das espumas estruturais A, B, C, e D mostradas com e sem uma camada de reforço.

-a figura 3 ilustra uma representação gráfica da resistência ao cisalhamento do revestimento das espumas estruturais A, B, C, e D mostradas com e sem uma camada de reforço.

-a figura 4 ilustra uma representação gráfica da resistência á flexão das espumas estruturais A, B, C, e D mostradas com e sem uma camada de reforço.

-a figura 5 ilustra uma representação gráfica do módulo de flexão das espumas estruturais A, B, C, e D mostradas com e sem uma camada de reforço.

-a figura 6 ilustra uma representação gráfica das curvas de deslocamento de carga dos ensaios de flexão da espuma estrutural A, mostrada com e sem uma camada de reforço.

-a figura 7 ilustra uma representação gráfica curvas de deslocamento de carga dos ensaios de flexão da espuma estrutural B, mostrada com e sem uma camada de reforço.

-a figura 8 ilustra uma representação gráfica das curvas de deslocamento de carga dos ensaios de flexão da espuma estrutural C, mostrada com e sem uma camada de reforço.

-a figura 9 ilustra uma representação gráfica das curvas de deslocamento de carga dos ensaios de flexão da espuma estrutural D, mostrada com e sem uma camada de reforço.

Descrição detalhada

Em geral, os ensinamentos aqui descritos fornecem uma

4/19 estrutura laminada que inclui ao menos uma camada de reforço e um material de espuma estrutural alocado sobre essa. Como exemplo, a figura 1 mostra um laminado compósito que apresenta uma camada de reforço 10 e uma camada de espuma estrutural 12 alocada sobre ambas as superfícies da camada de reforço. A camada de reforço fornece 5 um mecanismo de suporte para o material de espuma estrutural no qual uma ligação é formada entre a camada de reforço e a espuma estrutural, de tal forma que a transferência de carga ocorre a partir da espuma estrutural para a camada de reforço. As tensões superficiais tanto da camada de reforço como da espuma estrutural podem ser semelhantes (por exemplo, correspondentes), de tal forma que a ligação entre a camada 10 de reforço e a espuma estrutural é reforçada. A ligação reforçada entre a camada de reforço e a espuma estrutural resulta no laminado que apresenta uma ou mais dentre resistência ao descascamento melhorada, propriedades de tração melhoradas, propriedades de cisalhamento melhoradas, propriedades de compressão melhoradas, maior elevação vertical, e as propriedades de flexão melhoradas.

A ligação entre a camada de reforço e a espuma estrutural pode ser formada por uma variedade de processos. Como um exemplo, a tensão superficial da camada de reforço e a tensão superficial da espuma estrutural podem ser combinadas de tal forma que a ligação entre a camada de reforço e a espuma estrutural seja melhorada. A melhoria da ligação é observada de acordo com a facilidade do 20 aumento do umedecimento. As propriedades excepcionais mecânicas e estruturais exibidas pela presente invenção requerem o aumento da aderência da espuma estrutural à camada de reforço, de tal forma que a carga colocada sobre o laminado compósito resultante possa ser transferida a partir do adesivo para a camada de reforço para suportar parte da, ou substancialmente toda a carga. Assim, uma técnica de confiança 25 para assegurar a melhoria da aderência é através da combinação das tensões superficiais do adesivo e da camada de reforço, de tal forma que o umedecimento seja melhorado.

A fim de alcançar a melhoria da força de união entre a espuma estrutural e a camada de reforço, a tensão superficial de ambos, a camada de 30 reforço e a espuma estrutural, pode ser ao menos cerca de 35 dinas/cm. A tensão superficial, tanto da camada reforço como da espuma estrutural, pode ser inferior a cerca de 80 dinas/cm. No caso em que a tensão superficial da camada de reforço caia abaixo de 35 dinas/cm, a camada de reforço pode ser tratada para aumentar a sua tensão superficial. Mesmo quando a tensão superficial da camada de reforço estiver em ou 35 acima de 35 dinas/cm, a camada de reforço pode ainda ser tratada para modificar a sua tensão superficial para coincidir com a tensão superficial da espuma estrutural. Os métodos para o tratamento da camada de reforço para modificar a sua tensão superficial encontram-se descritos no presente documento. Como um exemplo, a espuma estrutural

5/19 pode incluir uma resina epóxi que fornece uma tensão superficial de cerca de 47 dinas/cm. Assim, para uma melhor resistência da ligação com a espuma estrutural, a camada de reforço apresenta uma tensão superficial de ao menos cerca de 38 dinas/cm, mas, de preferência, ao menos cerca de 42 dinas/cm ou maior.

A espuma estrutural inclui, de preferência, uma resina epóxi. A resina epóxi é utilizada aqui significa qualquer um dentre os materiais diméricos, epóxi oligoméricos ou poliméricos convencionais contendo ao menos um grupo epóxi funcional. A resina epóxi pode ser uma resina epóxi contendo bisfenol-A. A resina epóxi pode compreender de cerca de 2% a cerca de 80% em peso de espuma estrutural. A resina epóxi pode compreender de cerca de 10% a cerca de 30% em peso de espuma estrutural. A resina epóxi pode compreender ao menos cerca de 10% em peso de espuma estrutural. A resina epóxi pode compreender menos do que cerca de 30% em peso de espuma estrutural. A resina epóxi pode ser uma resina epóxi sólida ou líquida ou pode ser uma combinação de resinas epóxi líquida e sólida.

A espuma estrutural também pode incluir um resultante (adduct) de epóxi/elastômero. Mais especificamente, o resultante é substancialmente composto inteiramente (ou seja, ao menos 70%, 80%, 90% ou mais) de um ou mais resultantes os quais são sólidos à temperatura de 23 °C. O resultante pode compreender desde cerca de 5% a cerca de 80% em peso de espuma estrutural. O resultante pode compreender ao menos cerca de 5% em peso de espuma estrutural. O resultante pode compreender ao menos cerca de 10% em peso de espuma estrutural. O resultante pode compreender menos do que cerca de 70% em peso de espuma estrutural. O resultante pode compreender menos do que cerca de 30% em peso de espuma estrutural. O resultante em si em geral inclui cerca de 1:5 até 5:1 partes de epóxi de elastômero, e mais preferivelmente cerca de 1:3 até 3:1 partes de epóxi para elastômero. Exemplos de elastômeros incluem, sem limitação, a borracha natural, borracha de estireno-butadieno, poli-isopreno, poli-isobutileno, polibutadieno, copolímero de isopreno-butadieno, neopreno, borracha de nitrilo (por exemplo, de um nitrilo de butila, tal como nitrilo de butila terminado em carboxi (CTBN)), a borracha de butila, elastômero polissulfido, elastômero acrílico, elastômeros de acrilonitrilo, borracha de silicone, polisiloxanos, borracha de poliéster, elastômero por condensação de diisocianato ligado, EPDM (borracha de etileno-propileno-dieno), polietileno clorossulfonado, hidrocarbonetos fluorados e similares. Exemplos de elastômero/epóxi alternativo ou adicional ou outros resultantes adequados para uso na presente invenção são descritos na publicação da patente americana 2004/0204551, que é aqui incorporada como referência para todos os propósitos. Como um exemplo específico, a espuma estrutural pode incluir desde cerca de 5% a cerca de 20% em peso de resultante de CTBN/epóxi.

A espuma estrutural também pode incluir um modificador de

6/19 impacto. O modificador de impacto pode incluir ao menos cerca de 4% em peso de espuma estrutural. O modificador de impacto pode compreender ao menos cerca de 10% em peso de espuma estrutural. O modificador de impacto pode compreender ao menos cerca de 17% em peso de espuma estrutural. O modificador de impacto pode compreender menos do que cerca de 40% em peso de espuma estrutural. O modificador de impacto pode compreender desde cerca de 2% a cerca de 60% em peso de espuma estrutural.

O modificador de impacto pode incluir ao menos um polímero de núcleo/revestimento. Conforme aqui utilizado, o termo polímero de núcleo/revestimento descreve um modificador de impacto, no qual uma porção substancial (por exemplo, maior do que 30%, 50%, 70% ou mais em peso) do mesmo é compreendido por um primeiro material polimérico (ou seja, o primeiro material ou núcleo) que é substancialmente completamente encapsulado por um segundo material polimérico (ou seja, o segundo material ou concha). Os primeiro e segundo materiais poliméricos, tal como aqui utilizados, podem ser formados por um, dois, três ou mais polímeros que são combinados e/ou reagidos juntos (por exemplo, polimerizados seqüencialmente), ou podem ser parte do mesmo ou separado do sistema do núcleo/invólucro. O primeiro material polimérico, o segundo material polimérico ou ambos do modificador de impacto de núcleo/invólucro incluem ou são substancialmente inteiramente compostos (por exemplo, ao menos 70%, 80%, 90% ou mais em peso) por um ou mais materiais termoplásticos. Exemplos de materiais termoplásticos incluem, sem limitação, estirênicos, acrilonitrilos, acrilatos, acetatos, poliamidas, polietilenos ou semelhantes. Apesar de não ser necessário, pode ser desejável que a temperatura de transição vítrea do primeiro material polimérico ou do núcleo seja inferior a 23 °C, enquanto a temperatura vítrea do segundo material polimérico ou revestimento seja acima de 23 °C.

Exemplos de copolímeros de enxerto de núcleorevestimento úteis são aqueles em que os compostos contendo dureza, tais como o metacrilato de metilo ou acrilonitrilo, estireno, são enxertados em núcleos feitos a partir de polímeros compostos contendo elastoméricos ou suaves, tais como o butadieno ou acrilato de butilo. A patente americana No. 3.985.703, que é aqui incorporada por referência, descreve polímeros de núcleo-revestimento úteis, os núcleos dos quais são feitos a partir de acrilato de butilo, mas podem ser baseados em isobutilo de etilo, 2etilhexil ou outros acrilatos de alquilo ou misturas dos mesmos. O polímero do núcleo também pode incluir outros compostos contendo copolimerizáveis, tais como o estireno, acetato de vinilo, metacrilato de metilo, butadieno, isopreno, ou semelhantes. A porção do revestimento pode ser polimerizado a partir de metacrilato de metilo e, opcionalmente, outros metacrilatos de alquilo, tais como etilo, butilo, ou misturas dos mesmos metacrilatos. Exemplos de copolímeros de enxerto do núcleo-revestimento incluem, mas

7/19 não estão limitados a, polímeros “MBS” (metacrilato-butadieno-estireno), que são feitos por polimerização de metacrilato de metilo na presença de polibutadieno ou uma borracha de copolímero de polibutadieno. A MBS resina de copolímero de enxerto MBS geralmente apresenta um núcleo de borracha de estireno-butadieno e um revestimento de polímero acrílico ou copolímero. Exemplos de outras resinas de copolímeros de enxerto de núcleo-revestimento úteis incluem, ABS (acrilonitrilo-butadieno-estireno), MABS (metacrilato-acrilonitrilo-butadieno-estireno), ASA (acrilato-estireno-acrilonitrilo), todos os acrílicos, SA EPDM (acrilonitrilo-estireno enxertado em cadeias (backbones) elastoméricas de monômeros de etileno-propileno-dieno), MAS (estireno metacrílico acrílico de borracha), e semelhantes e misturas dos mesmos.

A espuma estrutural também pode incluir um ou mais polímeros adicionais e/ou materiais de copolímeros tais como os materiais termoplásticos, elastômeros, plastômeros, similares ou combinações dos mesmos. Os polímeros que podem ser adequadamente incorporados na espuma estrutural incluem os polímeros halogenados, policarbonatos, policetonas, uretanos, poliésteres, silanos, sulfonas, alilas, olefinas, estirenos, acrilatos, metacrilatos, epóxis, silicones, fenólicos, borrachas, óxidos de polifenileno, terftalates, acetatos (por exemplo, EVA), acrilatos, metacrilatos (por exemplo, polímero de metilo-etileno-acrilato) ou misturas dos mesmos. Outros materiais poliméricos potenciais podem ser ou podem incluir, sem limitação, poliestireno (por exemplo, polietileno, polipropileno) de poliolefina, poliacrilato, poli (óxido de etileno), poli (etilenoimina), poliéster, poliuretano, polisiloxano, poliéter, polifosfazeno, poliamida, poliimida, poliisobutileno, poliacrilonitrilo, poli (cloreto de vinilo), poli (metacrilato de metilo), poli (acetato de vinilo), poli (cloreto de vinilideno), politetrafluoroetileno, poli-isopreno, poliacrilamida, ácido poliacrílico, polimetacrilato.

Como um exemplo específico, a espuma estrutural pode incluir ao menos cerca de 2%, mas menos do que cerca de 15% de um poliéter termoplástico. A espuma estrutural pode incluir ao menos cerca de 10% em peso de cloreto de polivinilo. A espuma estrutural pode incluir menos do que cerca de 30% em peso de cloreto de polivinilo. A espuma estrutural pode incluir ao menos cerca de 0,1% em peso e menos do que cerca de 5% em peso de óxido de polietileno. A espuma estrutural pode incluir ao menos cerca de 1% em peso de um copolímero de etileno (que pode ser copolímero EVA ou EMA). A espuma estrutural pode incluir ao menos cerca de 15% em peso de um copolímero de etileno. A espuma estrutural pode incluir menos do que cerca de 40% em peso de um copolímero de etileno. A espuma estrutural pode incluir ao menos cerca de 5% em peso de acrilonitrilo. A espuma estrutural pode incluir ao menos cerca de 20% em peso de acrilonitrilo. A espuma estrutural pode incluir menos do que cerca de 50% em peso de acrilonitrilo.

A espuma estrutural também pode incluir uma variedade de

8/19 agentes de expansão, agentes de cura e agentes de enchimento. Exemplos de agentes de expansão adequados incluem a azodicarbonamida, dinitroso pentametileno tetramina, 4,4_roxi-bis-(benzeno sulfonil hidrazida), trihidrazina triazina e N, Nj-dimetil-N, Ni-dinitroso tereftalamida. Um acelerador para os agentes de expansão também pode ser previsto no material ativável. Os Podem ser usados diversos aceleradores para aumentar a taxa em que os agentes de expansão formam os gases inertes. Um acelerador de agente de expansão preferido é um sal de metal, ou um óxido, por exemplo, um óxido metálico, tal como o óxido de zinco. Outros aceleradores preferidos incluem os tiazóis modificados e não modificados ou imidazóis.

Exemplos de agentes de cura apropriados incluem os materiais selecionados a partir de aminas alifáticas ou aromáticas ou os seus respectivos resultantes, amidoaminas, poliamidas, aminas cicloalifáticas, anidridos, poliésteres policarboxílicos, isocianatos, resinas com base em fenol (por exemplo, as resinas novolac de fenol ou cresol, copolímeros tais como os de terpeno fenol, fenol polivinílico ou os copolímeros de bisfenol-A formaldeído, os alcanos bishidroxifenil ou semelhantes), ou misturas dos mesmos. Os agentes de cura particulares preferidos incluem as poliaminas modificadas e não modificadas ou as poliamidas, tais como a trietilenotetramina, dietilenotriamina tetraetilenopentamina, cianoguanidina, diciandiamidas e semelhantes. Um acelerador para os agentes de cura (por exemplo, uma uréia modificada ou não modificada, tais como o metileno bis difenil ureia, um imidazol ou uma combinação dos mesmos) também pode ser fornecido para a preparação da espuma estrutural.

Exemplos de agentes de enchimento adequados incluem silica, terra de diatomáceas, vidro, argila (por exemplo, incluindo a nanoargila), talco, pigmentos, corantes, esferas ou bolhas de vidro, fibras de vidro, carbono ou cerâmica, fibras de poliamida ou nylon (por exemplo, Kevlar), antioxidantes, e semelhantes. Tais agentes de enchimento, particularmente as argilas, podem auxiliar o material ativável na própria nivelação durante o fluxo de material. As argilas que podem ser utilizadas como agentes de enchimento podem incluir as argilas do caulinita, ilita, cloriteno, grupos esmectita ou sepiolita, que podem ser calcinadas. Exemplos de cargas adequadas incluem, sem limitação, o talco, vermiculite, pirofilite, sauconite, saponite, nontronite, montmorilonite ou misturas dos mesmos. As argilas podem incluir quantidades menores de outros ingredientes, tais como os carbonatos, feldspatos, micas e quartzo. Os materiais de enchimento também podem incluir os cloretos de amônio, tais como o cloreto de dimetil amônio e cloreto de dimetil benzil amônio. O dióxido de titânio também pode ser empregado. Um ou mais agentes de enchimento de tipo pedra ou mineral, tais como o carbonato de cálcio, carbonato de sódio ou semelhante, podem ser utilizadas como agentes de enchimento. Em outra forma de realização preferida, os minerais de silicatos, tal como a mica podem ser utilizados como agentes de enchimento. De

9/19 preferência, o material de enchimento inclui um material que geralmente não é reativo com os outros componentes presentes no material ativável. Enquanto os agentes de enchimento podem geralmente estar presentes no interior do material ativável para ocupar espaço com um peso relativamente baixo, é contemplado que os agentes de enchimento também podem transmitir propriedades tais como a resistência ao impacto e robustez ao material ativável.

Exemplos de materiais que podem ser incluídos como espuma estrutural incluem os descritos nas patentes americanas No. 7.892.396 e 7.125.461; e o pedido americano NO. 2004/0204551; 2007/0090560; 2007/0101679; 2008/0060742; e 2009/0269547 , que são aqui incorporados por referência para todos os propósitos.

A camada de reforço inclui qualquer material substancialmente sólido que apresente a capacidade necessária para a ligação à espuma estrutural. Como mencionado anteriormente, a tensão superficial da camada de reforço é, de preferência, igual ou acima de 35 dinas/cm e também é combinada (por exemplo, semelhante a) à tensão superficial da espuma estrutural. Os materiais com tensões superficiais abaixo deste limiar (ou consideravelmente mais elevada do que a da espuma estrutural), também podem ser utilizados como camada de reforço, mas devem ser tratados previamente para modificar a tensão superficial do material.

Os materiais poliméricos podem ser utilizados como camada de reforço. Certos materiais poliméricos apresentam valores de tensão superficial que correspondem com a tensão superficial dos materiais à base de epóxi, geralmente utilizados para a espuma estrutural. Exemplos de materiais poliméricos que podem ser utilizados como a camada de reforço (sem as etapas de tratamento para modificar a tensão superficial) pode incluir, mas não são limitados aos acetais (cerca de 47 dinas/cm), os acrílicos (cerca de 41 dinas/cm), as poliamidas (cerca de 41 dinas/cm), os policarbonatos (cerca de 46 dinas/cm), os epóxis termo-endurecíveis curados ou termoplásticos (cerca de 46 dinas/cm), o tereftalato de polietileno (cerca de 43 dinas/cm), as poli-imidas (cerca de 40 dinas/cm), as polissulfonas (cerca de 41 dinas/cm), os cloretos de polivinilo (cerca de 39 dinas/cm) e os fenóis (cerca de 52 dinas/cm). O tereftalato de polietileno (película PET) e as poliamidas são dois materiais preferidos para a camada de reforço.

A camada de reforço pode incluir materiais metálicos tais como o alumínio, aço, magnésio, estanho, ferro, níquel, cobre, titânio, ou outros semelhantes. A camada de reforço pode ser uma combinação de diferentes materiais metálicos.

Aqueles materiais que possuem tensões superficiais críticas, que caem abaixo de 38 dinas/cm, ainda podem ser utilizados como uma camada de

10/19 reforço para a presente invenção caso possam ser modificados para atender os requisitos de tensão superficial. Três métodos comuns para modificar a tensão superficial de um substrato, são: (1) aplicação de um líquido primário (incluindo a utilização de ácidos fortes e/ou bases); (2) descarga de corona; e (3) combustão com uma mistura de ar e gás à base de petróleo. Estes métodos geralmente são bem sucedidos através da oxidação da superfície do substrato, aumentando assim a sua tensão superficial.

Outro mecanismo que garante uma melhor adesão entre a espuma estrutural e a camada de reforço é uma ligação covalente. A ligação covalente ocorre através de uma reação química entre a camada de reforço e a espuma estrutural. O laminado compósito pode exigir a exposição a temperaturas elevadas (por exemplo, temperaturas superiores a 150 °C), a fim de formar as ligações covalentes. Assim, durante a fabricação do laminado compósito (por exemplo, durante um processo de coextrusão), as temperaturas não são tipicamente elevadas aos níveis necessários para formar a ligação covalente. No entanto, as ligações covalentes podem se formar durante um ciclo de secagem pintura de veículos, quando um veículo é exposto a tais temperaturas elevadas.

Em adição ao tempo apropriado e a exposição à temperatura, uma reação química que leva às ligações covalentes requer combinações químicas adequados entre a espuma estrutural e a camada de reforço. A espuma estrutural em si é um composto multi-componente, cujos ingredientes ativos incluem as resinas epóxi de diversos pesos moleculares. As resinas epóxi podem ser baseadas em éter diglicidílico de bisfenol-A (DGBA) e a sua estrutura química geral pode ser representada por:

OCHj-CHjCH, V

Os componentes funcionais das resinas epóxi são o grupo epóxido (por exemplo, um anel de oxirano), que reside nas extremidades das moléculas de resina epóxi. As resinas epóxi que residem no adesivo da espuma estrutural apresentam pesos equivalentes ao epóxi no intervalo de 170 a 6000 g/eq, mas mais provavelmente no intervalo de 170 a 2000 g/eq e mais de preferência no intervalo de 180 a 1000 g/eq. Portanto, a fim de formar uma ligação entre uma espuma estrutural e a camada de reforço, a camada de reforço precisa conter os grupos funcionais químicos que reagem com as resinas epóxi. Exemplos de grupos químicos funcionais que reagem com os epóxidos incluem o hidroxilo, ácido carboxílico, amina, isocianato e grupos anidrido. Muitos termoplásticos contêm um ou mais destes grupos, especialmente se tiverem sido construídos através polimerizações por condensação. Exemplos de termoplásticos por condensação são as poliamidas, os poliésteres, os policarbonatos e

11/19 os poliuretanos.

A camada de reforço pode compreender uma película termoplástica que contém o grupo funcional químico que pode resultar em ligações químicas covalentes na seqüência de um ciclo final de secagem do laminado compósito. As películas comercialmente disponíveis normalmente são feitas a partir de polímeros por condensação, tais como os poliésteres (por exemplo, Mylar), as poliamidas (nylons) e os policarbonatos.

No caso de uma película de poliéster ser utilizada como camada de reforço, pode ser formada uma ligação de poliéster/epóxi. Quando a camada de reforço do laminado compósito for um poliéster tal como o tereftalato de polietileno, as reações químicas necessárias para formar as ligações covalentes podem ocorrer após exposição a temperaturas elevadas. Em geral, as resinas de poliéster são polímeros por condensação de elevado peso molecular, que são uma cadeia terminada tanto com a funcionalidade química do álcool quanto do ácido carboxílico.

Como um exemplo, os poliésteres que são comumente convertidos em filme são o tereftalato de polietileno (PET) e o tereftalato de polibutileno (PBT). Em ambos os casos, os polímeros são encapados nas terminações tanto com álcool como com ácido carboxílico. A reação do grupo epóxido com um ácido carboxílico na extremidade de um poliéster, tal como o tereftalato de polietileno (mostrado abaixo como PET). orocede através de:

OO

IIH

R“CH“CH₂ + ^PET^C-OH —* R-CH“CH₂-O-C-*PêT~ O’

OH

A reação do grupo epóxido com um álcool na extremidade de um poliéster, tal como o tereftalato de polietileno (mostrado abaixo como PET), procede através de:

R-CH-CHj + PET^ OH

O r-ch-ch₂~o^pet^

I

OH

Semelhante às reações de epóxidos/poliéster mostradas acima, a camada de reforço do laminado compósito pode ser uma poliamida (PA), (por exemplo, Nylon (poliamida-6 (PA-6)) e, portanto, pode resultar em uma reação de epóxido/poliamida. Geralmente, as poliamidas são polímeros por condensação de elevado peso molecular que são de cadeia terminada com as funcionalidades químicas tanto do ácido carboxílico quanto da amina primária. Estes polímeros são freqüentemente encapados nas terminações tanto com a amina primária quanto com o ácido carboxílico.

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A reação de um grupo epóxido com um ácido carboxílico na extremidade de uma poliamida tal como a PA-6, procede da mesma forma conforme mostrado acima para o poliéster A reação de um grupo epóxido com uma amina primária de uma poliamida (mostrada abaixo como PA) procede de acordo com:

R-CH-CH2 + ~PA-N-H “ R-CH-CH2-N-PA~

I II

O H OH H

Em ambas as reações de epóxido/poliéster e epóxido/poliamida mostradas acima, é formada uma ligação covalente entre o epóxi da espuma estrutural e o ácido carboxílico, álcool ou amina com a camada de reforço. O laminado compósito resultante apresenta as características físicas melhoradas aqui identificadas com base na força da ligação entre a camada de reforço e a espuma estrutural. O aumento da força da ligação entre a camada de reforço e a espuma estrutural resulta em uma certa quantidade características físicas melhoradas do laminado compósito. Os dados que descrevem essas melhorias são mostrados abaixo. Foram utilizados diversos exemplos de espumas estruturais para a obtenção dos dados, essas espumas estruturais sendo identificadas como apresentando as composições mostradas na tabela 1.

Tabela 1

	% em Peso
Ingrediente	A	B	C	D
Resultante de Epoxi/Elastômero	15.70	15.58	15.58	14.71
Copolímero de etileno epoxidizado	1.95	1.93	1.93	1.74
Metacrilato de Etileno	1.95	1.93	1.93	8.03
Agente de enchimento	43.1	46.56	43.09	50.93
Resinas Epóxi (mistura líquida-sólida)	17,05	14.21	16.71	9.00
Resina epóxi novalac fenólica Multifuncional	2,93	2.94	2.94	3.59
Acelerador e/ou Agente de cura	2.20	2.06	2.27	3.23
Modificador de impacto	14.1	13.98	13.98	7.36
Agente de expansão	0.88	0.65	1.53	1.21
Pigmento	0.15	0.15	0.025	0.2

A ligação melhorada entre a camada de reforço e a espuma estrutural resulta em características melhoradas que incluem um aumento da elevação vertical durante a expansão da espuma estrutural. A elevação vertical é definida como a espessura da espuma estrutural após a expansão, em comparação com a espessura da espuma estrutural antes da expansão. A camada de reforço atua na limitação da expansão lateral da espuma estrutural, o que resulta em uma direção de expansão mais controlada e maior elevação vertical. Um aumento na elevação vertical juntamente com expansão controlada melhora a capacidade do reforço de laminado compósito através da

13/19 provisão de um contato mais preciso da espuma estrutural com uma parede da cavidade, e no aumento da densidade da espuma estrutural após a expansão. A figura 2 inclui uma representação gráfica da elevação vertical das espumas estruturais A, B, C, e D, ambas mostradas com e sem uma camada de reforço.

A melhoria da ligação entre a camada de reforço e a espuma estrutural também resulta na melhoria da resistência ao cisalhamento do revestimento quando se compara as espumas estruturais sem uma camada de reforço com as que incluem uma camada de reforço. O aumento da resistência ao cisalhamento do revestimento resulta na melhoria das capacidades de reforço através do aumento da resistência global do laminado compósito. A resistência ao cisalhamento do revestimento das espumas estruturais geralmente é diretamente relacionada à expansão em volume, de tal forma que a menor densidade da espuma (maior expansão) resulta em menor resistência ao cisalhamento do revestimento, e à linha de ligação, de tal forma que linhas menores de ligação levam à maior resistência de cisalhamento do revestimento. A linha de ligação pode ser definida como o vão de ligação ou a distância entre as duas superfícies que um adesivo está unindo. A melhoria obtida na resistência ao cisalhamento do revestimento com a presente invenção em relação às espumas estruturais sem uma camada de reforço pode ser atribuída a um aumento na densidade da espuma, mas, de forma mais significativa a partir da camada de reforço efetivamente reduz efetiva a linha de ligação pela metade. A figura 3 inclui uma representação gráfica da tensão de cisalhamento do revestimento das espumas estruturais A, B, C, e D mostradas com e sem uma camada de reforço. A Tabela 2 abaixo inclui os resultados numéricos para a elevação vertical e a tensão de cisalhamento do revestimento.

Tabela 2

Material	Elevação Vertical	Resistência ao cisalhamento do revestimento
	Ctrl	Com reforço	Ctrl	Com reforço
	mm/mm	mm/mm	MPa	psi	M pa	psi
A	2.42	2.34	4.32	627	5.33	773
B	2.16	2.34	3.68	534	5.03	730
C	2.77	3.10	2.97	431	4.21	611
D	2.66	3.02	2.99	434	3.67	532

A melhoria da ligação entre a camada de reforço e a espuma estrutural e também resulta em melhor resistência à flexão e no módulo de flexão quando se comparam as espumas estruturais sem uma camada de reforço com as que incluem uma camada de reforço. A resistência à flexão e o módulo foram medidos de acordo com a norma ASTM D790, utilizando um modo de testes de curvatura de 3 pontos. As figuras 4 e 5 incluem as representações gráficas da resistência à flexão e do módulo de flexão, respectivamente, das espumas estruturais A, B, C, e D mostradas com e sem uma camada de reforço.

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A melhoria da ligação entre a camada de reforço e a espuma estrutural também resulta na melhor absorção de energia. As figuras 6 a 9 incluem as representações gráficas das curvas de deslocamento de carga do teste de flexão para as espumas estruturais A (Figura 6), B (figura 7), C (figura 8) e D (figura 9), mostradas com e sem uma camada de reforço.

Nos exemplos I, II e III abaixo, os laminados compósitos são fabricados através da alocação de um polietileno de 0,18 mm de espessura de tereftalato de polietileno entre dois pedaços de espuma estrutural expansível à base de epóxi. Um exemplo desta espuma estrutural expansível à base de epóxi é descrita na patente americana No. 7.892.396. A estrutura em sanduíche resultante é comprimida em uma prensa a quente a 180 °F durante 2 a 3 minutos de tal forma que a película forma uma camada intermédia de laminado compósito e a espessura final da estrutura total é de cerca de 3 mm.

Exemplo I

A tabela 3 apresenta uma comparação das propriedades de duas espumas estruturais expansíveis à base de epóxi no estado puro (por exemplo, sem a camada de reforço) e com o laminado compósito, usando o filme de tereftalato de poliéster. Todas as propriedades listadas são para materiais no estado de pós-ativação.

A tabela 3 mostra que a elevação vertical relativa do laminado compósito da presente invenção é maior do que a do material puro. A camada de reforço restringe o movimento lateral (horizontal ou no plano) do material ativado, resultando na expansão a ser direcionada perpendicularmente ao plano ou eixo da camada de reforço.

A resistência ao cisalhamento do revestimento é medida de acordo com a norma ASTM D1002, utilizando uma linha de ligação de 3 mm e um substrato metálico EG-60. A tabela 3 mostra uma maior resistência ao cisalhamento do revestimento para as estruturas compostas do que o adesivo de resina epóxi pura. A camada de reforço reduz eficazmente a linha de ligação aparente, resultando em uma maior força de cisalhamento do revestimento.

O teste do módulo de flexão é realizado de acordo com a norma ASTM D790, utilizando um modo de teste de curvatura de 3 pontos. As amostras do teste foram construídas utilizando uma configuração de sanduíche. Os substratos superior e inferior apresentaram uma espessura de 0.030 do aço EG60 com dimensões de 1 x 6. A espuma estrutural foi preenchida no meio, resultando em uma espessura total (espuma e aço) de 6 mm. A tabela 3 mostra um maior módulo e resistência à flexão para as amostras de laminado compósito do que o adesivo de resina-epóxi pura.

Teste de resistência à tração foi conduzido de acordo com a norma ASTM D638, utilizando uma configuração em forma de osso de cão JISK 6301-1

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MET com 10 mm de largura, 3 mm de espessura e testado a uma velocidade de 5mm/min. As amostras de teste foram construídas através da expansão da espuma entre duas superfícies de liberação com espaçadores de 3 milímetros e, em seguida, cortando as barras de tração, enquanto as amostras ainda estavam quente. As amostras contendo a película de PET apresentam a película orientada no plano da amostra, de tal forma que a película sob tensão está sendo esticada juntamente com o resto da amostra. A tabela 3 mostra uma maior resistência à tensão e módulo das amostras laminadas compósitas do que o adesivo de resina de epóxi puro.

Tabela 3

	Material B	Material C
	Sem reforço	Com reforço	Sem reforço	Com reforço

Elevação vertical	2.16	2.34	2.77	3.10
Resistência à flexão (MPa)	122.5	143.3	94.4	4.21
Módulo de flexão (GPa)	28.1	34.2	19.4	25.1
Esforço de tensão (MPa)	5.5	16.2	4.8	10.3
Módulo de tensão (MPa)	685	1318	655	1065

Exemplo II

Neste exemplo, os laminados estruturais compósitos são fabricados por prensagem de uma película de tereftalato de polietileno de 0,18 milímetros de espessura entre as peças de espuma estrutural expansível à base de epóxi. Um exemplo dessa espuma estrutural expansível à base de epóxi é semelhante ao material ativado descrito na patente americana No. 7.892.396, com exceção da ausência de um modificador de impacto de polímero de núcleo/revestimento. A estrutura em sanduíche é comprimida em uma prensa quente a 180 °F durante 2 a 3 minutos, de tal forma que a película fique essencialmente no meio da estrutura e a espessura final da estrutura total é de cerca de 3 mm.

A tabela 4 fornece uma comparação de uma propriedade de espuma estrutural expansível à base de epóxi no estado puro (sem reforço) e conforme um laminado compósito, usando o tereftalato de poliéster. Todas as propriedades listadas são para materiais no estado de pós-ativação.

Ta	bela 4
	Material D
	Sem reforço	Com reforço

Elevação vertical	2.66	3.02
Cisalhamento do revestimento (MPa)	2.99	3.67
Resistência à flexão (MPa)	111.9	156.2
Módulo de flexão (GPa)	27.1	37.3
Esforço de tensão (MPa)	5.6	10.0
Módulo de tensão (MPa)	998	1152

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Os detalhes do teste são os mesmos dos indicados no exemplo I. A tabela 4 mostra todas as propriedades do laminado composite são melhoradas em relação aos do adesivo de resina de epóxi puro.

Exemplo III

Os materiais de espuma estrutural formados de acordo com a presente invenção também exibiram as propriedades de compressão de pós ativação desejáveis. Em particular, os materiais de espuma estrutural da presente invenção foram transformados em espumas espumadas para formar as amostras que foram então testadas de acordo com um método que se baseia na norma ASTM C39. Com relação ao método descrito no presente documento deve ser entendido que quaisquer parâmetros não especificados serão de acordo com a norma ASTM C39.

Foram formados três tipos distintos de amostras. A primeira amostra foi formada pela formação de espuma de material de espuma com base epóxi (não reforçado) pura em cilindros ou taças cilíndricas, seguido pela remoção do excesso de espuma que se estende para fora dos cilindros ou taças (por exemplo, cortando-se a espuma que se estende para fora dos cilindros ou taças). A segunda amostra foi construída através de corte de discos a partir de uma amostra de composite laminado plana e empilhando-as em uma taça cilíndrica ou cilindro de tal modo que o plano das camadas de reforço de PET sejam perpendiculares ao eixo do cilindro. Esta amostra foi então acabada pela formação em camadas de espuma de laminado composite nos cilindros ou taças cilíndricas, seguido pela remoção do excesso de espuma que se estende para fora dos cilindros ou taças (por exemplo, cortando-se a espuma que se estende para fora dos cilindros ou taças). A terceira amostra foi construída pelo rolamento de uma amostra de laminado composite plano e deslizando-a em um cilindro ou taça cilíndrica de tal modo que o plano das camadas de reforço de PET sejam paralelos ao eixo do cilindro. Esta amostra foi então acabada pela formação de espuma de laminado composite em camadas nos cilindros ou taças cilíndricas, seguido pela remoção do excesso de espuma que se estende para fora dos cilindros ou taças (por exemplo, cortando-se a espuma que se estende para fora dos cilindros ou taças).

As amostras de teste são tipicamente pela formação de espuma a um volume que é menos do que 1000%, mais tipicamente menor do que 750% e ainda mais tipicamente menor do que 500% em relação ao volume original do material de espuma estrutural antes da formação da espuma. Isto é feito para formar as amostras cilíndricas que são de 60 mm de altura e 30 mm de diâmetro. As amostras de cilindro são então testadas de acordo com a norma ASTM C39.

A Tabela 5 fornece uma comparação das propriedades de compressão do cilindro de uma espuma estrutural expansível à base de epóxi no estado puro e dos laminados estruturais compósitos em que o filme de PET reside em camadas

17/19 empilhadas perpendicularmente ao eixo do cilindro e paralelas ao eixo do cilindro. Todas as propriedades listadas são para materiais no estado de pós-ativação.

Tabela 5

	Material C
	Pico de esforço de compressão (MPa)	Módulo da compressão (MPa)

Espuma estrutural baseada em epóxi puro	4.7	420
Filme perpendicular ao eixo do cilindro	7.0	433
Filme paralelo ao eixo do cilindro	15.6	1035

A Tabela 5 mostra que a orientação do filme apresenta um grande efeito sobre as propriedades de compressão da amostra, e em cada caso a compressão da amostra de laminado compósito é maior do que a amostra pura.

É contemplado que um laminado compósito ativável de acordo com a presente invenção pode ser empregado como um material adesivo estrutural. Em tal forma de realização, o material compósito é tipicamente ativado e curado (por exemplo, a temperaturas comuns de e-revestimento (e-coate) ou operações de pintura automotiva) para aderir a um primeiro elemento e um segundo elemento. O contato com a superfície de fixação do primeiro elemento e do segundo elemento pode ocorrer antes ou durante a ativação e a cura do material. Exemplos de aplicações de adesivos estruturais são descritos na patente americana NO. 6.887.914 e 6.846.559, e na publicação da patente americana No. 2004/0204551, todas as quais são aqui incorporadas como referência para todos os propósitos.

Durante o uso dos laminados compósitos, um ou mais fixadores ou adesivos podem ser fixados no laminado compósito para a fixação à uma parede da cavidade ou em outro local no interior de uma cavidade. Os fixadores podem ser elementos de fixação mecânicos e podem incluir, mas não estão limitados a pinos de pressão, fixadores em árvore, articulações, parafusos, um inter-travamento mecânico, fechos integrais, um recurso macho, um recurso fêmea, ou qualquer combinação dos mesmos. O laminado compósito pode incluir um pino de pressão em cada uma das extremidades opostas do laminado compósito.

Em adição às características físicas melhoradas das estruturas laminadas compósitas aqui descritas, a facilidade de fabricação associada com o compósito laminado as toma facilmente customizadas para qualquer formato ou tamanho requerido para uma dada cavidade. Os materiais compósitos laminados podem ser coextrudados e, em seguida, facilmente modificados (por exemplo, recortado, fatiado). Eles podem ser modificados antes da sua distribuição a um consumidor ou no

18/19 local durante a montagem do laminado compósito dentro de uma cavidade.

Quaisquer valores numéricos recitados aqui incluem todos os valores desde o valor mais baixo ao valor mais alto em incrementos de uma unidade desde que haja uma separação de ao menos 2 unidades entre qualquer valor mais baixo e qualquer valor mais alto. Como um exemplo, se for estabelecido que a quantidade de um componente ou um valor de uma variável de processo, tais como, por exemplo, temperatura, pressão, tempo e similares, por exemplo, de 1 a 90, de preferência de 20 a 80, mais preferivelmente de 30 a 70, é pretendido que valores tais como 15 a 85, 22 a 68, 43 a 51, 30 a 32, etc. sejam expressamente enumerados nesta descrição. Para valores que são menores do que um, uma unidade é considerada como sendo 0,0001, 0,001, 0,01 ou 0,1, conforme apropriado. Estes são apenas exemplos do que é especificamente pretendido, e todas as combinações possíveis de valores numéricos entre o valor mais baixo e o valor mais alto enumerado devem ser consideradas como expressamente estabelecidas neste pedido de uma forma semelhante. Como pode ser visto, o ensinamento das quantidades expressas como “partes em peso” aqui também contempla os mesmos intervalos expressos em termos de percentagem em peso. Assim, a expressão de um intervalo na descrição detalhada da invenção em termos de “partes ‘x’ em peso da composição da mistura polimérica resultante” também contempla um ensinamento dos intervalos de mesma quantidade recitada de x de percentagem em peso da composição da mistura polimérica resultante.

A menos que estabelecido de outra forma, todos os intervalos incluem os pontos da extremidade e todos os números entre os pontos da extremidade. O uso do termo “cerca de” ou “aproximadamente” em conexão com um intervalo se aplica a ambas as extremidades do intervalo. Assim, “cerca de 20 a 30” pretende abranger a “cerca de 20 a cerca de 30”, inclusive em relação aos pontos de extremidade especificados.

As descrições de todos os artigos e referências, incluindo os pedidos de patentes e publicações, são incorporados por referência para todos os propósitos. O termo “consistindo essencialmente de” descreve uma combinação que deve incluir os elementos, ingredientes, componentes ou etapas identificadas, e tais outros elementos, ingredientes, componentes ou etapas que não afetam materialmente as características básicas e novas da combinação. O uso dos termos “compreendendo” ou “incluindo” descreve as combinações de elementos, ingredientes, componentes ou etapas aqui também contemplam as formas de realização que consistem essencialmente dos elementos, ingredientes, componentes ou etapas. Pelo uso do termo “pode” no presente documento, pretende-se que qualquer dos atributos descritos que “podem” ser incluídos são opcionais.

Os múltiplos elementos, ingredientes, componentes ou

19/19 etapas podem ser fornecidos por um único elemento, ingrediente, componente ou etapa integrados. Alternativamente, um único elemento, ingrediente, componente ou etapa integrados pode ser dividido em múltiplos elementos, ingredientes, componentes ou etapas separados. A descrição de “o” ou “um” para descrever um elemento, componente, ingrediente, ou etapa não se destina a excluir os elementos, ingredientes, componentes ou etapas adicionais. Todas as referências feitas aqui a elementos ou metais pertencentes a um determinado Grupo se referem à Tabela Periódica dos Elementos publicada e direitos autorais pela CRC Press, Inc., 1989. Qualquer referência ao Grupo ou Grupos deverá ser ao Grupo ou Grupos conforme refletido nesta Tabela Periódica dos Elementos utilizando o sistema IUPAC para numerar os grupos.

Será apreciado que os concentrados ou diluições das quantidades recitadas aqui podem ser empregues. Em geral, as proporções relativas dos ingredientes recitados permanecerá a mesma. Assim, a título de exemplo, se os ensinamentos disserem 30 partes em peso de um componente A, e 10 partes em peso de um componente B, um especialista na arte reconhecerá que tais ensinamentos também constituem um ensinamento do uso do Componente A e Componente B em uma proporção relativa de 3:1. Os ensinamentos das concentrações nos exemplos podem ser variadas dentro de cerca de 25% (ou mais) dos valores indicados e são esperados resultados semelhantes. Em adição, tais composições dos exemplos podem ser empregues com sucesso nos métodos descritos aqui.

Será apreciado que o descrito acima é apenas a título de ilustração. Outros ingredientes podem ser empregues, conforme desejado, em qualquer uma das composições aqui descritas para atingir as características desejadas resultantes. Exemplos de outros ingredientes que podem ser utilizados incluem os antibióticos, anestésicos, anti-histamínicos, conservantes, surfactantes, antioxidantes, ácidos biliares não-conjugados, inibidores de mofo, ácidos nucléicos, reguladores de pH, reguladores de osmose, ou qualquer combinação destes.

É entendido que a descrição acima se destina a ser ilustrativa e não restritiva. Muitas das formas de realização bem como muitas das aplicações além dos exemplos apresentados, serão evidentes aos especialistas na arte após a leitura da descrição acima. O escopo da invenção deverá, portanto, ser determinado não com referência à descrição acima, mas em vez disso, deverá ser determinado com referência às reivindicações anexas, juntamente com o escopo completo de equivalentes aos quais tais reivindicações são intituladas. As descrições de todos os artigos e referências, incluindo os pedidos de patentes e publicações, são incorporadas por referência para todos os propósitos. A omissão nas reivindicações a seguir de qualquer aspecto da matéria que é descrita aqui não é uma renúncia de tal matéria, nem deve ser considerado que os inventores não consideraram essa matéria seja parte da matéria inventiva descrita.

Claims

Reivindicações

1. Método de formação de um laminado compósito para fornecer vedação, bafagem ou reforço a uma estrutura, o método compreendendo:

- fornecer uma camada de reforço apresentando uma elevada tensão superficial de pelo menos 35 dinas/cm;

- alocar um material de espuma estrutural expansível à base de epóxi sobre a camada de reforço para formar o laminado compósito, sendo que as tensões superficiais entre a espuma estrutural e a camada de reforço são dentro de 15 dinas/cm uma da outra;

caracterizado por expor o laminado compósito a uma temperatura superior a 150°C antes de qualquer ativação da espuma estrutural expansível de modo que seja formada uma ligação covalente entre a camada de reforço e a espuma estrutural, na qual a camada de reforço inclui um grupo químico funcional de ácido carboxílico e o material da espuma estrutural inclui um componente que forma a ligação covalente com o ácido carboxílico da camada de reforço;

em que as elevadas tensões superficiais da camada de reforço e da espuma estrutural proporcionam suficiente umedecimento para a transferência de carga da espuma estrutural para a camada de reforço para:

i. aumentar o módulo de tensão do laminado compósito em relação à espuma estrutural sem a camada de reforço onde a diferença entre o módulo de tensão do laminado compósito e o módulo de tensão da espuma estrutural sem a camada de reforço é uma faixa de 154 MPa a 633 MPa pósativação; e ii. aumentar a resistência ao cisalhamento do laminado compósito em relação à espuma estrutural sem a camada de reforço onde a diferença entre a resistência ao cisalhamento do laminado compósito e a resistência ao cisalhamento da espuma estrutural sem a camada de reforço é de 0,68 MPa a 1,35 MPa pós-ativação.

Petição 870190107843, de 24/10/2019, pág. 6/8
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2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de reforço compreende um filme polimérico de tereftalato de polietileno.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espuma estrutural compreende uma resina epóxi que forma a ligação covalente com o ácido carboxílico da camada de reforço.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espuma estrutural é alocada sobre a camada de reforço por um processo de coextrusão.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a ligação covalente entre a camada de reforço e a espuma estrutural não é formada durante o processo de coextrusão.
6. Método de formação de um laminado compósito para fornecer vedação, bafagem ou reforço para uma estrutura, o método caracterizado por:

- fornecer uma camada de reforço polimérica que apresenta uma tensão superficial de ao menos 35 dinas/cm, sendo que a camada de reforço inclui um grupo químico funcional de amina ou ácido carboxílico;

- alocar um material de espuma expansível estrutural à base de epóxi sobre a camada de reforço através de um processo de coextrusão para formar o laminado compósito, sendo que o material de espuma estrutural compreende:

i. uma resina epóxi;

ii. um resultante de epóxi/elastômero, o resultante incluindo 1:3 a 3:1 partes de epóxi para elastômero; e iii. um polímero de núcleo/concha modificador de impacto;

sendo que a resina epóxi forma uma ligação covalente com o ácido carboxílico ou com a amina da camada de reforço, mediante exposição a temperaturas maiores do que 150°C;

Petição 870190107843, de 24/10/2019, pág. 7/8

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- expor o laminado compósito a uma temperatura maior que 150°C antes de qualquer ativação da espuma estrutural expansível de tal forma que seja formada uma ligação covalente entre a camada de reforço e a espuma estrutural;

sendo que a ligação covalente permite a transferência de carga da espuma estrutural para a camada de reforço para aumentar o módulo de tensão do laminado compósito:

i. aumentar o módulo de tensão do laminado compósito em relação à espuma estrutural sem a camada de reforço onde a diferença entre o módulo de tensão do laminado compósito e o módulo de tensão da espuma estrutural sem a camada de reforço é uma faixa de 154 MPa a 633 MPa pósativação; e ii. aumentar a resistência ao cisalhamento do laminado compósito em relação à espuma estrutural sem a camada de reforço onde a diferença entre a resistência ao cisalhamento do laminado composto e a resistência ao cisalhamento da espuma estrutural sem a camada de reforço é de 0,68 MPa a 1,35 MPa pós-ativação.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que mediante a exposição do compósito laminado a temperaturas superiores a 150°C, a ligação covalente entre a camada de reforço e a espuma estrutural previne a expansão lateral da espuma, de tal forma que a expansão da espuma seja vertical.