CN112105668B - 作为pu体系助粘剂的金属部件的基于阴极浸涂(ktl)的环氧树脂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合元件,尤其是用于阻尼元件的复合元件,所述复合元件包含:a)至少一个具有上表面的金属体;b)在该金属体所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在所述包围的区域中其至少部分地与(b)的涂层直接接触,其中复合元件在金属体(a)的所述表面和涂层(b)之间具有转换涂层(d),所述转换涂层包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物。本发明还涉及包含复合元件和至少一种其他物体的阻尼元件,所述其他物体至少部分地与复合元件,优选与(c)的塑料体直接接触。本发明还涉及制备复合元件和阻尼元件的方法、由这些方法制备或可制备的复合元件和阻尼元件,以及所述复合元件和阻尼元件的用途。
Description
本发明涉及复合元件,尤其是用于阻尼元件的复合元件,所述复合元件包含:a)至少一个具有表面的金属体;b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触,其中复合元件在金属体(a)的所述表面和涂层(b)之间具有转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物。本发明还涉及包含复合元件和至少一种其他物体的阻尼元件,所述其他物体至少部分地与复合元件,优选与(c)的塑料体直接接触。本发明还涉及制备复合元件和阻尼元件的方法、由这些方法制备或
可制备的相应复合元件和阻尼元件,以及这些复合元件和阻尼元件的相应用途。
阻尼元件原则上早已为人所知,并已用于各种领域。它们用于吸收来自部件或组件的动能。最常见的是各种不同的机动车辆和飞行器的缓冲器和减振器,作为安全相关的组件,它们能够迅速衰减相应的簧载质量的振动。在车辆的情况下,通过轮胎/车轮悬架系统实施的悬架和减震的调谐是车辆在行驶动力和行驶舒适性方面的特征标志。根据车桥的几何形状,减振器通过弹性轴承在上端或两端与车轮悬挂系统连接,其中所使用的阻尼元件通常是由塑料和金属组件构成的混合系统。由于作用在这种阻尼元件上的力越来越大,这些混合系统明显受其限制——塑料元件和金属元件之间的连接通常是不足的,并且这些组件存在部分或完全分离,这会对整个减震轴承产生不利影响。
例如,在将钢材用作阻尼元件中的金属体的情况下,迄今为止,通常唯一需要关注的是足够的腐蚀防护。通常通过在金属体上电镀锌铁涂层(ZnFe)或锌镍涂层(ZnNi)来确保这种保护。因此,在减震元件中,已将这种经过涂覆以抵抗腐蚀的金属体通过例如反应性聚氨酯(PU)浇注法直接连接到相应塑料体上。然而,施加超过破裂力的搭接剪切力则导致了塑料体与ZnFe或ZnNi涂层的粘结剥离,这对上述阻尼元件产生了不利影响。为了确保阻尼元件具有足够的强度,在搭接剪切试验中,将要设定为目标的断裂模式改为塑料体中的内聚断裂。这通常通过将标准的单组分或双组分湿化学助粘剂施加到防腐层上来实现。然而,在防腐层上施加另外的助粘剂会导致额外的成本,并且在阻尼元件的生产中需要额外的成本和费时的步骤。尤其是如果必须仅部分地施加助粘剂以例如使金属体上的螺纹拧紧面保持不受影响的话,则施加方法费力且成本高,因此使得阻尼元件的生产不经济。
US 8,459,621 B1描述了一种聚氨酯涂料,其用作另外的多孔聚氨酯和金属元件之间的助粘剂。此处的聚氨酯层起防腐的作用,并在分子水平上与多孔聚氨酯结合,为此,聚氨酯涂料需要具有游离的活性官能团,该官能团在聚合过程中与多孔聚氨酯的游离异氰酸酯基反应而形成共价的脲基甲酸酯键;因此,为了将多孔聚氨酯附着到聚氨酯涂层上,需要额外的固化/聚合步骤。
因此,本发明的目的是提供不具有上述缺点的复合元件或阻尼元件,并提供一种制备复合元件或阻尼元件的方法,所述方法极其简单且具有最少的必要步骤。
根据本发明,该目的通过复合元件,尤其是用于阻尼元件的复合元件而实现,所述复合元件包含:
a)至少一个具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触。
出乎意料地发现,就塑料体与金属体之间促进粘合的要求而言,环氧化物涂层明显优于纯的电镀防腐涂层(ZnNi或ZnFe),并且满足了塑料体与金属体之间促进粘合的要求,同样也满足了为此目的的常规电镀防腐涂层(ZnNi或ZnFe)和额外施用的助粘剂的组合。出乎意料地发现,基于环氧树脂的涂层具有的优点是,它同时具有防腐功能和促进粘合的功能,因此就加工成本和所需的加工步骤数量而言,其明显低于使用电镀形式的防腐和另外地以湿化学方式施用助粘剂的情况。
另外,环氧化物层也可以在阻尼元件的螺纹连接的区域中使用,从而使得能够进行更经济的处理,例如用于涂层的沉积处理,而不用不经济地进行部分施用助粘剂。此外,例如,在由有色金属(例如铝)制成的金属体的情况下,不需要额外的防腐,与以湿化学方式部分施用助粘剂相比,环氧树脂涂层也可以更经济地用于促进粘合。
在复合元件的一个实施方案中,通过选自喷涂和表面涂覆,优选表面涂覆,更优选沉积涂覆,更优选阴极沉积涂覆的方法,在(a)的金属体表面的至少一部分上施加或可施加(b)的包含环氧树脂的涂层。
(a)的金属体优选在其表面上不具有防腐涂层,这意味着其表面不具有任何铁涂层(ZnFe)或锌镍涂层(ZnNi)。因此,将(b)的包含环氧树脂的涂层直接施加在(a)的金属体表面的至少一部分上。
(b)的环氧树脂
(b)的环氧树脂原则上不受任何限制。(b)的环氧树脂优选为优选由含水环氧树脂分散体获得或可获得的环氧树脂,所述含水环氧树脂分散体具有优选大于50重量%的水,基于含水环氧树脂分散体的总重量计。
所述环氧树脂分散体优选包含具有铵基的环氧树脂,所述环氧树脂分散体进一步优选由以下方法获得或可获得:
A)使至少以下组分在60至130℃的加成温度下反应而获得环氧化物-胺加合物:
i)通过加入膦和/或膦盐作为催化剂由以下物质制备或可制备的前体:
i.a)至少一种双环氧化合物;
i.b)至少一种单酚或双酚或者单酚与双酚的混合物;
ii)至少一种有机胺;
B)随后或同时将在组分i.a)与i.b)的反应中形成的仲羟基与在阶段A)中制备的环氧化物-胺加合物的环氧基团在110至150℃的温度下进行反应,
C)在<150℃的温度下加入至少一种交联剂,
D)中和;
E)将在阶段A)至D)中获得的混合物分散于水中。
相应的环氧树脂分散体记载于例如EP 0 961 797B1。含水分散体的固含量优选为35至45重量%,同时具有足够低的粘度。(i)的前体中使用的组分(i.a)可为包含两个反应性环氧基团且环氧当量(EEW)优选低于1000,优选低于500的任何化合物。特别优选的双环氧化合物为多酚的二缩水甘油醚,其由多酚和环氧氯丙烷制备。使用的多酚可为一种或多种选自以下的化合物:双酚A、双酚F、1,1-双(4-羟基苯基)-正庚烷、4,4'-二羟基二苯甲酮、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)异丁烷、2,2-双(4-羟基叔丁基苯基)丙烷、双(2-羟基萘基)甲烷、1,5-二羟基萘,以及线性酚醛树脂。其他优选的双环氧化合物为多元醇的二缩水甘油醚,所述多元醇为例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丙二醇、1,5-戊二醇、1,2,6-己三醇、丙三醇和2,2-双(4-羟基环己基)丙烷。也可使用多羧酸的二缩水甘油酯,所述多羧酸为例如乙二酸、丁二酸、戊二酸、对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸,以及二聚亚麻酸。常见的实例为己二酸缩水甘油酯和邻苯二甲酸缩水甘油酯。还合适的为乙内酰脲环氧化物、环氧化的聚丁二烯,以及通过使烯键式不饱和脂环族化合物环氧化获得的双环氧化合物。特别优选用作(i.a)的双环氧化物的是双酚A的二缩水甘油醚,其由双酚A和环氧氯丙烷制备且其EEW特别优选小于500,更优选小于300,更优选小于200。
用作(i)的前体的组分(i.b)的化合物为单酚、双酚(如双酚A)或单酚和双酚的混合物,优选至少是双酚A。阶段(i)中的反应优选在120至180℃,优选125至150℃的温度下进行。在该阶段任选地加入少量溶剂。为此目的,优选的溶剂为二甲苯或丙二醇单烷基醚如丙二醇甲醚或丙二醇乙醚。加入膦或膦衍生物和/或膦盐作为催化剂,以这样的方式控制组分(i.a)与(i.b)的反应:使得仅酚羟基而不是仲羟基与环氧基团反应。仲羟基在组分(i.a)与(i.b)的反应中形成。所使用的膦可为不包含干扰基团的任何所需的膦。这类膦的实例为脂族膦、芳族膦或脂环族膦,其中具体的实例包括以下膦:低级三烷基膦,例如三甲基膦、三乙基膦、三丙基膦、三丁基膦;混合的低级烷基苯基膦,如苯基二甲基膦、苯基二乙基膦、苯基二丙基膦、二苯基甲基膦、二苯基乙基膦、二苯基丙基膦、三苯基膦;脂环族膦,例如四亚甲基乙基膦等。特别优选三苯基膦。通过加入上述催化剂有针对性地控制酚羟基的选择性转化具有以下作用:前体(i)的平均分子量低于1500g/mol,优选低于1000g/mol。前体的固含量为90重量%,优选为95-100重量%。在阶段(ii)中,可以在降低反应温度之后/降低反应温度的同时将伯胺、仲胺或叔胺和/或其盐或这些化合物的混合物加入阶段(i)中获得的反应混合物。温度优选为60至130℃,优选90至115℃。胺优选为水溶性化合物。这类胺的实例为单烷基胺和二烷基胺,例如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、甲基丁胺等。同样合适的为链烷醇胺,例如甲基乙醇胺、二乙醇胺等。还合适的为二烷基氨基烷基胺,例如二甲基氨基乙胺、二乙基氨基丙胺、二甲基氨基丙胺等。在多数情况下使用低分子量的胺,尽管也可使用更高分子量的单胺。具有伯氨基或仲氨基的多胺可以其酮亚胺的形式与环氧基反应。酮亚胺可以已知的方式由多胺制备。作为胺的盐,可以优选使用叔胺的盐。胺-酸盐的胺部分可以为在羟基胺的情况下未取代的或取代的胺,在这种情况下,所述取代基不应干扰胺-酸盐与多环氧化物的反应且反应混合物不会形成凝胶。优选的胺为叔胺,例如二甲基乙醇胺、三乙胺、三甲胺、三异丙胺等。特别优选使用二乙醇胺或二甲基氨基丙胺,或二乙醇胺或二甲基氨基丙胺的混合物作为(ii)的至少一种有机胺。
在阶段A)中,在加入胺之前或之后,可任选地加入增塑剂和/或基于单官能醇或多官能醇的非挥发性稀释剂。可以使用的实例为聚丙二醇化合物,例如Pluriol P 600、P900、PE 3100或Plastilit 3060(全部为BASF的商标)。优选使用至少一种聚丙二醇化合物,例如Plastilit3060。环氧树脂分散体及其制备方法的其他优选实施方案记载于EP 0 961797B1。
阶段A)得到含有游离环氧基的化合物。组分A)的环氧当量可为200至2000g/mol,优选为400至700g/mol。将阶段A)之后剩余的环氧基在阶段B)中在升高的温度下与在组分a)与b)的反应过程中形成的仲羟基反应。反应优选在110-150℃下进行,更优选在130℃下进行。如果温度升高不足以降低粘度(由于分子量增加而使粘度升高),则可以采取其他措施。阶段B)中的反应优选在催化剂存在下进行。特别优选在叔胺基存在下进行。
将由此制备的粘合剂在阶段C)中与交联剂混合。合适的交联剂几乎包括所有具有至少两个与羟基反应的官能团的化合物,实例为多元醇、多酚、嵌段多异氰酸酯、酚醛树脂或氨基塑料树脂。交联剂的用量通常为5至50重量%,优选25至40重量%,基于粘合剂计,且通常在<150℃,优选90至130℃的温度下使用,其中优选的交联剂记载于EP 0 961 797B1。合适的氨基塑料树脂交联剂的实例为六羟甲基三聚氰胺的六甲基醚、六羟甲基三聚氰胺的三乙基三甲基醚、六羟甲基三聚氰胺的六丁基醚和六羟甲基三聚氰胺的六甲基醚,以及聚合的丁基化三聚氰胺-甲醛树脂。也可以使用烷基化的脲醛树脂。所用的交联剂优选为嵌段多异氰酸酯。可以使用任何所需的多异氰酸酯,其中异氰酸酯基团已与化合物反应,使得形成的嵌段多异氰酸酯在室温下对羟基稳定,但是在升高的温度下(通常为约90℃至约300℃)与羟基反应。可以使用适于交联的任何所需的有机多异氰酸酯来制备嵌段多异氰酸酯。优选含有约3至约36,更特别是约8至约15个碳原子的异氰酸酯。合适的二异氰酸酯的实例为三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚丙基二异氰酸酯、乙基亚乙基二异氰酸酯、2,3-二甲基亚乙基二异氰酸酯、1-甲基三亚甲基二异氰酸酯、亚环戊基1,3-二异氰酸酯、亚环己基1,4-二异氰酸酯、亚环己基1,2-二异氰酸酯、亚苯基1,3-二异氰酸酯、亚苯基1,4-二异氰酸酯、甲苯2,4-二异氰酸酯、甲苯2,6-二异氰酸酯、二亚苯基4,4'-二异氰酸酯、萘1,5-二异氰酸酯、萘1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸根合甲基-5-异氰酸根合-1,3,3-三甲基环己烷、双(4-异氰酸根合环己基)甲烷、双(4-异氰酸根合苯基)甲烷、4,4'-二异氰酸根合二苯基醚和2,3-双(8-异氰酸根合辛基)-4-辛基-5-己基环己烯。也可以使用具有更高异氰酸酯官能度的多异氰酸酯。这样的实例为三(4-异氰酸根合苯基)甲烷、1,3,5-三异氰酸根合苯、2,4,6-三异氰酸根合甲苯、1,3,5-三(6-异氰酸根合己基缩二脲)、双(2,5-二异氰酸根合-4-甲基苯基)甲烷,以及聚合的多异氰酸酯,例如二异氰酸根合甲苯的二聚物和三聚物。此外,也可以使用多异氰酸酯的混合物。在本发明中适合用作交联剂的有机多异氰酸酯也可以是预聚物,例如衍生自多元醇(包括聚醚多元醇或聚酯多元醇)的预聚物。为了使多异氰酸酯封端,可以使用任何所需的合适的脂族、脂环族或芳族的烷基一元醇。其实例为脂族醇,例如甲醇、乙醇、氯乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、3,3,5-三甲基己醇、癸醇和月桂醇;脂环族醇,例如环戊醇和环己醇;和芳族烷基醇,例如苯甲醇和甲基苯甲醇。其他合适的封端剂为羟胺,例如乙醇胺;肟,例如甲基乙基酮肟、丙酮肟和环己酮肟;或胺,例如二丁胺和二异丙胺。所述多异氰酸酯和封端剂也可以以合适的比例用于制备上述部分封端的多异氰酸酯。特别优选用作(C)的交联剂的是封端的多异氰酸酯,所述封端的多异氰酸酯通过或可通过二亚苯基4,4′-二异氰酸酯与丁基二乙二醇的反应获得。
合适的多酚记载于EP 0 961 797 B1,尤其是第[0052]至[0055]段。最后在阶段D)中,进行中和。这优选在90至110℃下通过加入酸来完成。最终在阶段E)中,通过加入水使在阶段A)至D)中获得的混合物分散。在另一实施方案中,也可以将中和酸加入水中并将树脂混合物分散于酸化的水中。
在环氧树脂或环氧树脂分散体的一个优选实施方案中,使用含有铵基的环氧树脂且其进一步优选通过或可通过以下方法获得:
A)使至少以下组分在60至130℃的加成温度下反应而获得环氧化物-胺加合物:
i)通过加入包含至少三苯基膦的膦和/或膦盐作为催化剂由以下物质制备或可制备的前体:
i.a)至少一种双环氧化合物,其包含至少一种双酚A的二缩水甘油醚;
i.b)至少一种单酚或双酚或者单酚与双酚的混合物,其包含至少双酚A;
ii)至少一种有机胺,其包含至少二乙醇胺和/或二甲基氨基丙胺;其中任选地在加入(ii)的胺之前或之后,加入至少一种聚丙二醇化合物,更优选Plastilit 3060;
B)随后或同时将在组分i.a)与i.b)的反应中形成的仲羟基与在阶段A)中制备的环氧化物-胺加合物的环氧基团在110至150℃的温度下进行反应,
C)在<150℃的温度下加入至少一种交联剂,所述交联剂包含至少一种通过二亚苯基4,4'-二异氰酸酯与丁基二乙二醇反应获得或可获得的封端多异氰酸酯,
D)中和;
E)将在阶段A)至D)中获得的混合物分散于水中。
分散相的粒径为30至1000nm,优选50至180nm。在EP 0 961 797 B1中同样描述了对含水环氧树脂分散体的进一步添加相应的颜料膏。在一个实施方案的情况下特别合适的含水环氧树脂分散体为EP 0 961 797 B1中实施例2.3的粘合剂分散体C。
(b)的包含环氧树脂的涂层
原则上,(b)的包含环氧树脂的涂层在厚度上没有任何限制。在复合元件的一个实施方案中,(b)的涂层的层厚度为1至100微米,优选5至60微米,更优选10至50微米,更优选20至40微米,根据DIN EN ISO 2808测定。
此外,(b)的涂层的干膜密度优选为0.5至5g/cm3,优选1至2.5g/cm3,更优选1.1至2.0g/cm3,更优选1.3至1.4g/cm3,根据DIN 53219测定。
(c)的塑料体的聚氨酯
复合元件的(c)的塑料体包含至少一种聚氨酯,所述聚氨酯优选通过使至少以下组分反应获得或可获得:
(iii)多异氰酸酯组合物;
(ii)多元醇组合物;
(v)任选地扩链剂组合物。
(iii)的多异氰酸酯组合物包含至少一种选自以下的多异氰酸酯:二异氰酸酯,优选萘1,5-二异氰酸酯(1,5-NDI)、3,3'-二甲基联苯基-4,4'二基-二异氰酸酯(TODI)、二苯基甲烷2,2'-二异氰酸酯(2,2'-MDI)、二苯基甲烷2,4'-二异氰酸酯(2,4'-MDI)、二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯(4,4'-MDI)、碳化二亚胺改性的4,4'-MDI、六亚甲基1,6-二异氰酸酯(HDI)以及亚甲基二环己基4,4'-二异氰酸酯、亚甲基二环己基2,4'-二异氰酸酯和亚甲基二环己基2,2'-二异氰酸酯(H12MDI);以及甲烷二苯基二异氰酸酯的高级多环同系物(聚合MDI),更优选至少4,4'-MDI或碳化二亚胺改性的4,4'-MDI,或4,4'-MDI和碳化二亚胺改性的4,4'-MDI的混合物。(iv)的多元醇组合物包含至少一种聚酯多元醇、聚醚多元醇或聚醚酯多元醇,优选选自双官能至六官能的聚酯多元醇和聚醚多元醇,优选双官能和三官能的聚酯多元醇,优选双官能和三官能的己二酸酯。(iv)的扩链剂组合物包含至少一种具有至少两个异氰酸酯反应性官能团,优选两个异氰酸酯反应性官能团的化合物,其中所述异氰酸酯反应性官能团优选选自羟基、氨基和硫醇基,且所述至少一种具有异氰酸酯反应性官能团的化合物更优选选自单乙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷和2,4-二氨基-3,5-二(甲硫基)甲苯,更优选包含至少1,4-丁二醇。
在复合元件的一个优选的实施方案中,多异氰酸酯组合物(iii)以异氰酸酯封端的预聚物(iii.a)的形式存在,所述异氰酸酯封端的预聚物(iii.a)由多异氰酸酯组合物(iii)与部分的多元醇组合物(iv)的反应获得或可获得,并且聚氨酯通过使至少以下组分反应获得或可获得:
(iii.a)异氰酸酯封端的预聚物;
(iv.a)剩余部分的多元醇组合物(iv);
(v)任选地扩链剂组合物。
(c)的塑料体的至少一种聚氨酯优选为聚氨酯浇注弹性体或聚氨酯泡沫,更优选为聚氨酯浇注弹性体。
在一个特别优选的实施方案中,(c)的塑料体的聚氨酯为聚氨酯浇注弹性体,其通过使预聚物与多元醇反应获得或可获得,所述预聚物基于二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯、碳化二亚胺改性的4,4'-MDI;羟值为35至120mg KOH/g的直链聚酯二醇,其由己二酸、乙二醇和1,4-丁二醇合成,和/或羟值为35至120mg KOH/g的支链聚酯二醇,其由己二酸、乙二醇和1,4-丁二醇合成;所述预聚物在每种情况下的NCO含量为10至28重量%,所述多元醇优选包含且更优选为羟值为35至120mg KOH/g的直链聚酯二醇,其由己二酸、乙二醇和1,4-丁二醇合成;并且其中所用的扩链剂包含至少一种具有2至6个碳原子的直链脂族二元醇,更优选包含至少1,4-丁二醇。优选在预热至30至70℃,更优选40至60℃的温度后,将多元醇组分和多异氰酸酯组分,优选预聚物进行结合,然后在80至100℃的温度下以反应混合物的形式反应。优选在80至100℃的温度下进行24至48小时的热后处理。
金属体
金属体的金属原则上没有任何限制,包括纯金属和合金。复合元件的金属体优选包含铁合金(优选钢)或铝。在一个实施方案中,金属体包括铁合金,优选钢,并且其优选由至少99重量%的钢构成,基于金属体的总重量计。在另一个实施方案中,金属体包含铝,并且其优选由至少99重量%的铝构成,基于金属体的总重量计。关于形状,原则上对金属体也没有限制。复合元件的金属体优选具有选自以下的形状:圆盘形、开孔圆盘形、环形、圆柱形和空心圆柱形,其中空心圆柱优选还包含套筒。
在复合元件的一个优选的实施方案中,该元件在金属体(a)的表面和涂层(b)之间具有转换层(d),该转换层(d)包含至少一种选自以下的化合物:氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV)。在本文中,铬酸盐涵盖通过铬酸作用(铬化处理)获得或可获得的铬酸的各种盐,优选排除Cr(VI)化合物。氧化锆(IV)优选单独存在或与氧化钼和/或与一种或多种聚有机硅烷混合存在。含有氧化锆(IV)的转换层(d)优选包含1至100mg/m2,优选1至80mg/m2,更优选2至50mg/m2的锆,在每种情况下通过X射线荧光(XRF)分析法测定。磷酸锌(II)可以单独施用,也可以与过渡族元素的其他磷酸盐混合施用,优选单独使用或与磷酸镍(II)和/或磷酸锰(II)混合施用。
阻尼元件
本发明还涉及阻尼元件,其中所述阻尼元件包含:
(1)复合元件,其包含:
a)具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触;
(2)至少一种其他物体,其至少部分地与(1)的复合元件,优选与(c)的塑料体直接接触。
在阻尼元件的一个优选的实施方案中,该至少一种其他物体在其表面的至少一部分上具有包含环氧树脂的涂层(b')。通过选自喷涂和表面涂覆,优选表面涂覆,更优选沉积涂覆,更优选阴极沉积涂覆的方法将(b)或(b')的包含环氧树脂的涂料分别施用或可施用至(a)的金属体表面的至少一部分上或至少一种其他物体的表面的至少一部分上。阻尼元件的(a)的金属体在其表面上也不具有防腐层,这意味着在其表面上没有铁涂层(ZnFe)或锌镍涂层(ZnNi)。因此,(b)或(b')的包含环氧树脂的涂料分别直接施加在(a)的金属体表面的至少一部分上或至少一种其他物体的表面的至少一部分上。
(b)或(b')的环氧树脂包含优选由含水环氧树脂分散体获得或可获得的环氧树脂,所述含水环氧树脂分散体优选具有大于50重量%的水,基于含水环氧树脂分散体的总重量计。环氧树脂分散体包含含有铵基的环氧树脂,如上文针对复合元件的环氧树脂分散体所述;换言之,对于阻尼元件的(b)或(b')的环氧树脂,所使用的环氧树脂或含水环氧树脂分散体与上文针对复合元件所述的相同,尤其是在本文中“(b)的环氧树脂”的部分。同样对于阻尼元件,(b)或(b')的涂层的层厚度也为1至100微米,优选5至60微米,更优选10至50微米,更优选20至40微米,根据DIN EN ISO 2808测定;干膜密度为0.5至5g/cm3,优选1至2.5g/cm3,更优选1.1至2.0g/cm3,更优选1.3至1.4g/cm3,根据DIN 53219测定。
阻尼元件的(c)的塑料体的至少一种聚氨酯同样也通过使至少以下组分反应获得或可获得:
(iii)多异氰酸酯组合物;
(iv)多元醇组合物;
(v)任选地扩链剂组合物;
其中(iii)的多异氰酸酯组合物、(iv)的多元醇组分和(iv)的扩链剂组分与上文在“(c)的塑料体的聚氨酯”部分中针对复合元件所述的那些相同。同样对于阻尼元件,多异氰酸酯组合物(iii)也以异氰酸酯封端的预聚物(iii.a)的形式存在,所述异氰酸酯封端的预聚物(iii.a)由多异氰酸酯组合物(iii)与一部分的多元醇组合物(iv)的反应获得或可获得,并且聚氨酯通过使至少以下组分反应获得或可获得:
(iii.a)异氰酸酯封端的预聚物;
(iv.a)剩余部分的多元醇组合物(iv);
(v)任选地扩链剂组合物。
同样地,对于阻尼元件,(c)的塑料体的至少一种聚氨酯也优选为聚氨酯浇注弹性体或聚氨酯泡沫,更优选为聚氨酯浇注弹性体。同样地在阻尼元件的一个特别优选的实施方案中,(c)的塑料体的聚氨酯为聚氨酯浇注弹性体,其通过使预聚物与多元醇反应获得或可获得,所述预聚物基于二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯、碳化二亚胺改性的4,4'-MDI;羟值为35至120mg KOH/g的直链聚酯二醇,其由己二酸、乙二醇和1,4-丁二醇合成,和/或羟值为35至120mg KOH/g的支链聚酯二醇,其由己二酸、乙二醇和1,4-丁二醇合成;所述预聚物在每种情况下的NCO含量为10至28重量%,所述多元醇优选包含且更优选为羟值为35至120mgKOH/g的直链聚酯二醇,其由己二酸、乙二醇和1,4-丁二醇合成;并且其中所用的扩链剂包含至少一种具有2至6个碳原子的直链脂族二元醇,更优选包含至少1,4-丁二醇。优选在预热至30至70℃,更优选40至60℃的温度后,将多元醇组分和多异氰酸酯组分,优选预聚物进行结合,然后在80至100℃的温度下以反应混合物的形式反应。优选在80至100℃的温度下进行24至48小时的热后处理。
此外,同样对于阻尼元件,金属体也包含铁合金(优选钢)或包含铝。在一个实施方案中,金属体包括铁合金,优选钢,并且其优选由至少99重量%的钢构成,基于金属体的总重量计。在另一个实施方案中,金属体包含铝,并且其优选由至少99重量%的铝构成,基于金属体的总重量计。关于形状,原则上对阻尼元件的金属体也没有限制。阻尼元件的金属体优选具有选自以下的形状:圆盘形、开孔圆盘形、环形、圆柱形和空心圆柱形,其中空心圆柱优选还包括套筒。
其他物体
阻尼元件包含根据(2)的至少一种其他物体,该至少一种其他物体至少部分地与(1)的复合元件,优选与(c)的塑料体直接接触。
在一个优选的实施方案中,至少一种其他物体包括金属体,并且优选地由金属体构成,其中金属体优选地包含铁合金,更优选钢,或铝。阻尼元件的该优选实施方案包括例如具有内套筒和外套筒的转动件轴承,然后将内套筒至少部分地布置在最终转动件轴承中的外套筒内,然后将(c)的塑料体置于内套筒和外套筒之间的空间中。优选地,在该实施方案中,代表(a)的金属体的内套筒在其至少部分的外表面上具有包含环氧树脂的涂层(b);内套筒的外表面在这种情况下是面对外套筒的表面。包含环氧树脂的涂层(b)在这种情况下至少位于内套筒的部分外表面上,该内套筒在布置在转动件轴承中时布置在外套筒内。优选地,在该实施方案中,代表(2)的其他物体并包含金属体且优选为金属体的外套筒在其至少部分的内表面上具有包含环氧树脂的涂层(b');在这种情况下,外套筒的内表面为面向布置在转动件轴承中的内套筒的表面。图3和图4示意性地示出了这种转动件轴承以及内套筒和外套筒。
其他物体的多孔聚氨酯
在阻尼元件的一个可替代的优选实施方案中,至少一种其他物体包含聚氨酯,优选多孔聚氨酯,优选密度为200至1100kg/m3,更优选密度为200至750kg/m3的多孔聚氨酯。在该实施方案中,更优选该其他物体由多孔聚氨酯构成。阻尼元件的该优选实施方案包含例如用于阻尼轴承(上支撑)的阻尼元件,如图1和2中示意性所示的。本文阻尼元件的(a)的金属体优选具有环形或带中心孔的有孔圆盘形状。(2)的其他物体优选具有空心圆柱或环的形状。
(2)的其他物体的多孔聚氨酯优选通过使至少以下组分反应获得或可获得:异氰酸酯组合物、异氰酸酯反应性化合物、水和任选的聚硅氧烷组合物,以及任选的脂肪酸磺酸盐。在本发明的上下文中使用的这类多孔聚氨酯(zP)记载于EP 1 379 588 B1和EP 1 171515 B1。它们通过使(zP.a)异氰酸酯与(zP.b)异氰酸酯反应性化合物和(d)水反应获得或可获得,其中在一个优选的实施方案中使用的(zP.b)为具有两个羟基的聚酯,所述聚酯基于至少一个二羧酸与2-甲基丙烷-1,3-二醇的缩合。具有两个羟基的聚酯可以通过公知的缩合方法制备,该方法通常在已知设备中在升高的温度和减压下,优选在常规催化剂的存在下进行。例如,聚酯可通过以下方式制备:以无催化剂的方式或优选在酯化催化剂的存在下,有利地在惰性气体气氛(例如氮气、一氧化碳、氦气、氩气等)下,在温度为150至250℃,优选180至220℃的熔融态下,任选地在减压下,将有机二羧酸和/或衍生物和多元醇进行缩聚,降至所需酸值,该酸值有利地小于10,更优选小于2。在一个优选的实施方案中,在标准压力下,然后在小于500mbar,优选50至150mbar的压力下,将酯化混合物在上述温度下缩聚至酸值为80至30,优选为40至30。可以使用的酯化催化剂的实例为金属、金属氧化物或金属盐形式的铁催化剂、镉催化剂、钴催化剂、铅催化剂、锌催化剂、锑催化剂、镁催化剂、钛催化剂和锡催化剂。然而,也可以在稀释剂和/或夹带剂(例如苯、甲苯、二甲苯或氯苯)的存在下,在液相中进行缩聚反应,以共沸蒸馏除去缩合水。
为制备具有2个羟基的聚酯,有机多羧酸和/或衍生物和二元醇优选以二羧酸与二元醇的摩尔比为1:1.01至1:1.8,优选1:1.05至1:1进行缩聚。可以使用的二羧酸是公知的脂族二羧酸,例如丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸,和/或芳族二羧酸,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。二羧酸可以单独使用或用作混合物。为了制备聚酯多元醇,使用相应的羧酸衍生物而不是羧酸可能是有利的,例如醇基中具有1-4个碳原子的羧酸酯、羧酸酐或碳酰氯。特别优选将己二酸用于与二醇混合物的缩合。具有2个羟基的聚酯的分子量优选为500至6000g/mol,优选1000至3000g/mol。分子量优选为数均分子量。多孔聚氨酯优选通过以下方式获得或可获得:使组分(zP.a)异氰酸酯、(zP.b)异氰酸酯反应性化合物、(c)任选地扩链剂和/或交联剂、(zP.d)水和任选地(zP.e)催化剂、(zP.f)发泡剂和/或(zP.g)助剂在一个阶段或两个阶段的操作中进行反应。优选地,在第一阶段,制备包含异氰酸酯基的预聚物,并在第二阶段,将该预聚物在模具中与包含水的交联剂组分(zP.d)反应,其中(zP.e)和任选地(zP.f)和/或(zP.g)可存在于预聚物和/或交联剂组分中。交联剂组分在这种情况下可包含作为(zP.g)的碳化二亚胺。作为另外的组分,如EP 1171 515 B1中所述,可以添加聚硅氧烷和最多1重量%,优选0至0.9重量%的磺化脂肪酸,基于多孔多异氰酸酯加聚产物的重量计。可以使用的聚硅氧烷是公知的化合物,实例为聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和/或聚氧化烯-聚硅氧烷共聚物;在EP 1 171 515 B1中记载了所使用的聚硅氧烷的更多细节。可以使用的脂肪酸磺酸盐是公知的且市售可得的磺化脂肪酸。优选用作脂肪酸磺酸盐的是磺化的蓖麻油;其详情记载于EP 1 171 515 B1。
作为多孔聚氨酯的异氰酸酯(zP.a),可以使用公知的脂(环)族多异氰酸酯和/或芳族多异氰酸酯。特别合适的为芳族二异氰酸酯,优选二苯基甲烷2,2'-二异氰酸酯、二苯基甲烷2,4'-二异氰酸酯和/或二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯(MDI)、萘1,5-二异氰酸酯(NDI)、甲苯2,4-二异氰酸酯和/或甲苯2,6-二异氰酸酯(TDI)、二甲基二苯基3,3'-二异氰酸酯、1,2-二苯基乙烷二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯和/或脂(环)族异氰酸酯,如例如六亚甲基1,6-二异氰酸酯、1-异氰酸根合-3,3,5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷和/或多异氰酸酯,如多苯基多亚甲基多异氰酸酯。异氰酸酯可以纯化合物、混合物和/或改性形式使用,例如以脲二酮、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯或缩二脲的形式,优选以含氨基甲酸酯和异氰酸酯基团的反应产物(称为异氰酸酯预聚物)的形式。优选使用任选改性的二苯基甲烷2,2'-二异氰酸酯、二苯基甲烷2,4'-二异氰酸酯和/或二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯(MDI)、萘1,5-二异氰酸酯(NDI)、甲苯2,4-二异氰酸酯和/或甲苯2,6-二异氰酸酯(TDI)和/或这些异氰酸酯的混合物,更优选任选改性的MDI或NDI或者MDI和NDI的混合物。所用的异氰酸酯及其使用的详情记载于EP 1 171 515 B1。
作为异氰酸酯反应性化合物(zP.b),可以使用公知的多羟基化合物,优选官能度为2至3且分子量优选为60至6000,更优选500至6000,更特别为800至3500的那些。优选用作(zP.b)的为聚醚多元醇、聚酯多元醇和/或含羟基的聚碳酸酯。优选用作(zP.b)的为聚酯聚醇,下文也称为聚酯多元醇。合适的聚酯多元醇可例如由具有2至12个碳原子的二羧酸以及二元醇制备。可以考虑的二羧酸为例如:脂族二羧酸,如丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸;以及芳族二羧酸,如邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。二羧酸可以单独使用或用作混合物。为了制备聚酯多元醇,任选使用相应的羧酸衍生物而不是羧酸可能是有利的,例如醇基中具有1-4个碳原子的羧酸酯、羧酸酐或碳酰氯。二元醇的实例为具有2至16个碳原子,优选2至6个碳原子的二醇,例如乙二醇、二乙二醇、丁烷-1,4-二醇、戊烷-1,5-二醇、己烷-1,6-二醇、癸烷-1,10-二醇、2-甲基丙烷-1,3-二醇、2,2-二甲基丙烷-1,3-二醇、丙烷-1,3-二醇和二丙二醇。取决于期望的性质,二元醇可以单独使用或任选地彼此混合使用。优选使用的聚酯多元醇是聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸1,4-丁二醇酯、聚己二酸乙二醇丁二醇酯、聚己二酸1,6-己二醇新戊二醇酯、聚己二酸1,6-己二醇1,4-丁二醇酯、聚己二酸2-甲基-1,3-丙二醇1,4-丁二醇酯和/或聚己内酯,特别优选聚己二酸2-甲基-1,3-丙二醇1,4-丁二醇酯。合适的含酯基的聚氧亚烷基二醇(主要是聚氧四亚甲基二醇)为有机(优选脂族)二羧酸(尤其是己二酸)与数均分子量为162至600的聚氧亚甲基二醇和任选地脂族二醇(尤其是丁烷-1,4-二醇)的缩聚物。同样合适的含酯基的聚氧四亚甲基二醇为由ε-己内酯缩聚形成的那些缩聚物。合适的含碳酸酯基的聚氧亚烷基二醇(主要是聚氧四亚甲基二醇)为它们与碳酸烷基酯和/或碳酸芳基酯或光气的缩聚物。所用异氰酸酯反应性组分和其使用的详情记载于EP 1 171 515 B1。除了已经描述的异氰酸酯反应性组分以外,还可以使用分子量小于500,优选为60至499的低分子量扩链剂和/或交联剂(zP.b1),其例如选自双官能醇和/或三官能醇、双官能至四官能的聚氧亚烷基多元醇,以及烷基取代的芳族二胺,或所述扩链剂和/或交联剂的至少两种的混合物。作为(zP.b1),可以例如使用具有2至12,优选2、4或6个碳原子的链烷二醇,例如乙二醇、1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇和1,10-癸二醇,且优选1,4-丁二醇,具有4至8个碳原子的二亚烷基二醇,例如二乙二醇和二丙二醇,和/或官能度为2至4的聚氧亚烷基二醇。低分子量扩链剂和/或交联剂(zP.b1)的进一步详情记载于EP 1 171 515 B1,其也是(zP.e)催化剂、(zP.f)发泡剂和/或(zP.g)助剂的详情来源。
在一个优选的实施方案中,(2)的其他物体的多孔聚氨酯优选通过使至少以下组分反应获得或可获得:异氰酸酯组合物,其包含至少MDI或NDI或者MDI和NDI的混合物;包含至少一种具有2个羟基的聚酯的异氰酸酯反应性化合物,所述聚酯基于至少一种二羧酸(优选己二酸)与至少2-甲基丙烷-1,3-二醇和任选地至少一种其他二醇(优选1,4-丁二醇)的缩合;水;以及任选地聚硅氧烷组合物和任选地脂肪酸磺酸盐。
关于水(zP.d),水的用量通常为0.01至5重量%,优选0.3至3.0重量%,基于组分(zP.b)的重量计。水可以全部或部分以磺化脂肪酸的水溶液形式使用。为了促进反应,在预聚物的制备过程中以及任选地在预聚物与交联剂组分的反应过程中,可以将公知的催化剂(f)加入反应混合物中。催化剂(zP.f)可以单独加入,也可以彼此混合。催化剂(f)优选为有机金属化合物,例如有机羧酸的锡(II)盐,如二辛酸锡(II)、二月桂酸锡(II)、二乙酸二丁基锡和二月桂酸二丁基锡;以及叔胺,例如四甲基乙二胺、N-甲基吗啉、二乙基苄胺、三乙胺、二甲基环己胺、二氮杂双环辛烷、N,N'-二甲基哌嗪、N-甲基-N'-(4-N-二甲基氨基)丁基哌嗪,N,N,N',N",N"-五甲基二乙三胺等。其他可考虑的催化剂为以下物质:脒,例如2,3-二甲基-3,4,5,6-四氢嘧啶、三(二烷基氨基烷基)-s-六氢三嗪,尤其是三(N,N-二甲基氨基丙基)-s-六氢三嗪;四烷基氢氧化铵,例如四甲基氢氧化铵;碱金属氢氧化物,例如氢氧化钠;碱金属醇盐,例如甲醇钠和异丙醇钾;以及具有10至20个碳原子且任选具有OH基侧链的长链脂肪酸的碱金属盐。取决于要设定的反应性,催化剂(zP.f)的用量为0.001至0.5重量%,基于预聚物计。可以任选地使用聚氨酯生产中常用的发泡剂(zP.g)。合适的实例包括在放热加聚反应的作用下蒸发的低沸点液体。合适的液体是对有机多异氰酸酯呈惰性并且沸点低于100℃的那些液体。优选使用的这类液体的实例是卤代烃,优选氟代烃,例如二氯甲烷和二氯一氟甲烷;全氟代或部分氟代的烃,例如三氟甲烷、二氟甲烷、二氟乙烷、四氟乙烷和七氟丙烷;以及烃,例如正丁烷和异丁烷、正戊烷和异戊烷,以及这些烃(丙烷、丙烯、己烷、庚烷、环丁烷、环戊烷和环己烷)的工业级混合物;二烷基醚,例如甲醚、乙醚和呋喃;羧酸酯,例如甲酸甲酯和甲酸乙酯;酮,例如丙酮;和/或氟代和/或全氟代的叔烷基胺,例如全氟二甲基异丙胺。也可以使用这些低沸点液体彼此和/或与其他取代或未取代的烃的混合物。用于制备这种多孔聚氨酯的低沸点液体的最有用的量取决于所需的密度,并且还取决于优选使用的水的量。一般而言,基于组分(zP.b)的重量计,以1至15重量%,优选2至11重量%的量可获得令人满意的结果。更优选地,仅将水(zP.e)用作发泡剂。所使用的其他助剂(zP.h)的详情可以在EP 1 171 515 B1中找到,尤其是在[0060]段中。
根据阻尼元件的一个优选的实施方案,该元件在金属体(a)的表面和涂层(b)之间具有转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV)。以上已描述用于复合元件的该化合物的优选实施方案,它们在这里类似地适用。
制备方法–复合元件
本发明还涉及一种制备复合元件的方法,其中所述复合元件包含:
a)至少一个具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围金属体
(a)且在包围的区域中至少部分地与涂层(b)直接接触;
所述方法包含:
I)提供至少一个具有表面的金属体和在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
II)将(I)的经涂覆的金属体包埋到包含至少一种聚氨酯的塑料组合物中,其中经涂覆的金属体至少部分地被塑料组合物包围,并且塑料组合物在包围区域内至少部分地与(b)的涂层直接接触。
(b)的涂层优选直接存在于金属体(a)的表面上,即金属体表面上没有防腐涂层,例如没有铁涂层(ZnFe)或锌镍涂层(ZnNi)。因此,将(b)的包含环氧树脂的涂层直接被施加在(a)的金属体表面的至少一部分上。
就单个成分而言,上文已对复合元件本身给出的说明对于制备复合元件的方法同样有效。
在制备复合元件的方法的一个优选的实施方案中,复合元件在金属体(a)的表面和涂层(b)之间具有转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV);并且根据(I),分别提供至少一个具有表面的金属体和在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层,在金属体(a)的所述表面和涂层(b)之间存在转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV);上文已经针对复合元件描述了这方面的优选实施方案;它们在这里类似地适用。
本发明还涉及通过上述方法获得或可获得的复合元件。
制备方法–阻尼元件
本发明还涉及一种制备阻尼元件的方法,所述阻尼元件包含:
(1)复合元件,其包含:
a)至少一个具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围金属体(a)且在包围的区域中至少部分地与涂层(b)直接接触;
(2)至少一个其他物体,其至少部分地与(1)的复合元件,优选与(c)的塑料体直接接触;
所述方法包含:
III)提供复合元件(1)和至少一个其他物体(2);
IV)通过复合元件(1)的外表面和至少一个其他物体(2)的外表面使复合元件(1)和至少一个其他物体(2)至少部分地接触并任选地连接。
在制备阻尼元件的方法的一个优选实施方案中,所述其他物体在其至少部分表面上具有包含环氧树脂的涂层,所述环氧树脂优选由含水环氧树脂分散体获得或可获得,所述含水环氧树脂分散体优选具有大于50重量%的水,基于含水环氧树脂分散体的总重量计。
(b)的涂层优选直接存在于金属体(a)的表面上,即金属体在其表面上没有防腐涂层,例如没有铁涂层(ZnFe)或锌镍涂层(ZnNi)。因此,将(b)的包含环氧树脂的涂层直接施加在(a)的金属体表面的至少一部分上。
就单个成分而言,上文已对复合元件本身给出的说明对于制备阻尼元件的方法同样有效。
在制备阻尼元件的方法的一个优选实施方案中,复合元件(1)在金属体(a)的表面和涂层(b)之间具有转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV);和/或,优选地,所述其他物体在其表面和包含环氧树脂的涂层之间具有转换涂层,所述转换涂层包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌(II),更优选至少包含氧化锆(IV)。上文已经针对复合元件描述了这方面的优选实施方案;它们在这里类似地适用。
制备阻尼元件的方法的一个优选的实施方案,所述阻尼元件包含:
(1)复合元件,其包含:
a)至少一个具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围金属体(a)且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触;
(2)至少一个其他物体,其至少部分地与(1)的复合元件,优选与(c)的塑料体直接接触;
所述方法包含:
II.1)将金属体,其具有表面以及在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层,引入至模具,优选为浇注模具,
II.2)将其他物体引入模具,优选引入至浇注模具,其中模具的一部分,优选在(II.1)的金属体和其他物体之间,保留空间;
II.3)将塑料组合物引入至(II.2)中模具的为保留空间的部分。
在制备阻尼元件的方法的一个优选实施方案中,(II.1)包含:
II.1.1)提供至少一个具有表面的金属体;
II.1.2)将包含环氧树脂的涂层施加至金属体表面的至少一部分上,优选通过选自喷涂和表面涂覆,优选沉积涂覆,更优选阴极沉积涂覆的方法,
得到金属体,其具有表面和在金属体的表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层。
在这种情况下,优选将(b)的涂层直接施加在金属体(a)的表面,即金属体在其表面上没有防腐涂层,例如没有铁涂层(ZnFe)或锌镍涂层(ZnNi)。因此,II.1.2)的施加直接在(a)的金属体表面上进行,且更优选在II.1.1)和II.1.2)之间不进行其他涂覆步骤。就单个成分而言,上文已对复合元件本身给出的说明对于该方法同样有效。
根据制备阻尼元件的方法的一个优选实施方案,所述复合元件(1)在金属体(a)的表面和涂层(b)之间具有转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV);和/或其中(II.1.2)包含:
II.1.2.1)在金属体表面的至少一部分上施加涂层,所述涂层包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV),
得到在金属体表面的至少一部分上的转换涂层;
II.1.2.2)通过选自喷涂和表面涂覆,优选沉积涂覆,更优选阴极沉积涂覆的方法,将包含环氧树脂的涂层施加至在(II.1.2.1)中获得的转换涂层的至少一部分上。
在制备阻尼元件的方法的一个优选实施方案中,所述其他物体在其表面的至少一部分上具有包含环氧树脂的涂层,其中(II.2)优选包含:
II.2.1)提供至少一个具有表面的其他物体,优选至少一个包含铁合金或铝的其他物体;
II.2.2)将包含环氧树脂的涂层施加至所述其他物体的表面的至少一部分上,优选通过选自喷涂和表面涂覆,更优选沉积涂覆,更优选阴极沉积涂覆的方法,
得到其他物体,其具有表面和在其表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;其中优选地,所述其他物体在其表面和包含环氧树脂的涂层之间具有转换涂层,所述转换涂层包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV)。
在这种情况下,优选将(b)的涂层直接施用至所述其他物体的表面上,即所述其他物体在其表面上没有防腐涂层,例如没有铁涂层(ZnFe)或锌镍涂层(ZnNi)。因此,II.2.2)的施加直接在所述其他物体的表面上进行,且更优选在II.2.1)和II.2.2)之间不进行其他涂覆步骤。就单个成分而言,上文已对复合元件本身给出的说明对于该方法同样有效。
在(II.1.2)和(II.2.2)中使用的环氧树脂分别优选包含优选由含水环氧树脂分散体获得或可获得的环氧树脂,所述含水环氧树脂优选具有大于50重量%的水,基于含水环氧树脂分散体的总重量计。包含具有铵基的环氧树脂的环氧树脂分散体优选通过以下方法获得或可获得:
A)使至少以下组分在60至130℃的加成温度下反应而获得环氧化物-胺加合物:
i)通过加入膦和/或膦盐作为催化剂由以下物质制备或可制备的前体:
i.a)至少一种双环氧化合物;
i.b)至少一种单酚或双酚或者单酚与双酚的混合物;
ii)至少一种有机胺;
B)随后或同时将在组分i.a)与i.b)的反应中形成的仲羟基与在阶段A)中制备的环氧化物-胺加合物的环氧基团在110至150℃的温度下进行反应,
C)在<150℃的温度下加入至少一种交联剂,
D)中和;
E)将在阶段A)至D)中获得的混合物分散于水中。
包含含有铵基的环氧树脂的环氧树脂分散体以及环氧树脂与上文针对用于复合元件的环氧树脂分散体的描述相同;换言之,对于在(c)的金属体上施加涂层以及在阻尼元件的情况下根据(II.1.2)或(II.2.2)的涂覆,所使用的环氧树脂/含水环氧树脂分散体与上文关于复合元件的描述相同,特别是在本文的章节“(b)的环氧树脂”中。
对于在(c)的金属体上施加涂层,以及在阻尼元件的情况下分别根据(II.1.2)或(II.2.2)的涂覆,优选使用阴极沉积涂覆,在这种情况下所施用的电压优选为50至500伏特,更优选100至400伏特,更优选200至350伏特。在阴极沉积涂覆的情况下,对于在(c)的金属体上施加涂层以及在阻尼元件的情况下分别根据(II.1.2)或(II.2.2)的涂覆,涂覆时间优选为50至500秒,更优选为100至300秒,更优选为120至240秒。在阴极沉积涂覆的情况下,对于在(c)的金属体上施加涂层以及在阻尼元件的情况下分别根据(II.1.2)或(II.2.2)的涂覆,阳极/阴极比优选为1:10至10:1,更优选1:6至1:4。
在(c)的金属体上的涂层或根据(II.1.2)和(II.2.2)获得的涂层的层厚度优选为1至100微米,更优选5至60微米,更优选10至50微米,更优选20至40微米,根据DIN EN ISO2808测定。在(c)的金属体上的涂层或根据(II.1.2)和(II.2.2)获得的涂层的干膜密度为0.5至5g/cm3,优选1至2.5g/cm3,更优选1.1至2.0g/cm3,更优选1.3至1.4g/cm3,根据DIN53219测定。
在制备阻尼元件的方法的一个优选实施方案中,根据(II.3)的塑料组合物的引入包含:
II.3.1)提供塑料组合物的第一组分,优选多异氰酸酯组合物,优选塑料组合物的异氰酸酯封端的预聚物;
II.3.2)提供塑料组合物的第二组分,优选塑料组合物的多元醇组合物,更优选塑料组合物的剩余多元醇组合物;
II.3.3)将塑料组合物的第一和第二组分混合;
得到塑料组合物的反应混合物;
II.3.4)将根据(II.3.3)的反应混合物引入至(II.2)的模具的为保留空间的部分。
对于塑料组合物,有效的说明与上文“(c)的塑料体的聚氨酯”中已对复合元件的描述相同;特别地,单个组分如本文针对制备阻尼元件所述。
在制备阻尼元件的方法的一个优选实施方案中,根据II.3.1)的塑料组合物的第一组分,更具体而言为根据II.3.1)的塑料组合物的异氰酸酯封端的预聚物(iii.a)由多异氰酸酯组合物(iii)与部分多元醇组合物(iv)的反应获得或可获得,其中剩余部分的多元醇组合物(iv.a)作为根据II.3.2)的塑料组合物的第二部分提供。然后将异氰酸酯封端的预聚物(iii.a)和剩余部分的多元醇组合物(iv.a)任选地在扩链剂组合物(v)的存在下进行混合,得到根据II.3.)的塑料组合物的反应混合物。然后将根据(II.3.3)的这种反应混合物引入到(II.2)的模具的为保留空间的部分,在其中进行反应。将塑料组合物的第一和第二组分优选在加热至30至70℃,更优选40至60℃的温度后进行结合。将反应混合物在模具中优选在80至100℃的温度下进行反应。优选在80至100℃的温度下进行24小时至48小时的热后处理。
(c)的塑料体的至少一种聚氨酯优选为聚氨酯浇注弹性体或聚氨酯泡沫,更优选为聚氨酯浇注弹性体。
在一个特别优选的实施方案中,(c)的塑料体的聚氨酯为聚氨酯浇注弹性体,其通过使预聚物(iii.a)与多元醇(iv.a)反应获得或可获得,所述预聚物(iii.a)基于二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯、碳化二亚胺改性的4,4'-MDI;羟值为35至120mg KOH/g的直链聚酯二醇,其由己二酸、乙二醇和1,4-丁二醇合成,和/或羟值为35至120mg KOH/g的支链聚酯二醇,其由己二酸、乙二醇和1,4-丁二醇合成;所述预聚物(iii.a)在每种情况下的NCO含量为10至28重量%,所述多元醇(iv.a)优选包含且更优选为羟值为35至120mg KOH/g的直链聚酯二醇,其由己二酸、乙二醇和1,4-丁二醇合成;并且其中所用的扩链剂包含至少一种具有2至6个碳原子的直链脂族二元醇,更优选至少包含1,4-丁二醇。优选在预热至30至70℃,更优选40至60℃的温度后,将多元醇组分和多异氰酸酯组分,优选预聚物进行结合,然后在80至100℃的温度下以反应混合物的形式反应。优选在80至100℃的温度下进行24至48小时的热后处理。
根据II.2),将其他物体引入模具中,优选引入浇注模具中,其中模具的一部分保留空间,优选在根据(II.1)的金属体与其他物体之间为保留空间。对于其他物体,有效的优选实施方案与上文针对阻尼元件本身所述的那些相同;换言之,在一个优选的实施方案中,至少一个其他物体包含金属体,且优选由金属体构成,其中所述金属体优选包含铁合金,更优选钢,或铝,且更优选由至少99重量%的钢或铝构成,基于所述其他物体的总重量计。在另一优选的实施方案中,所述其他物体包含聚氨酯,更优选多孔聚氨酯。其他物体的多孔聚氨酯的说明(关于阻尼元件的制备方法)与上文针对阻尼元件给出的那些相同,特别是在阻尼元件的章节“其他物体的多孔聚氨酯”中。
本发明同样涉及通过上述方法获得或可获得的阻尼元件。
本发明还涉及上述复合元件或上述阻尼元件用于机动车辆部件,更具体而言为汽车部件、飞行器部件或航海部件的用途,优选用于汽车部件。
通过以下实施方案和实施方案的组合更详细地说明本发明,这些实施方案和实施方案的组合从相应的从属引用关系和其他引用中显而易见。特别地,应当注意,在提及的实施方案的范围的每种情况下,例如在如“根据实施方案1至4中任一项所述的方法”这样的表述的情况下,该范围内的每种实施方案都被认为对于本领域的技术人员是明确公开的,即,该表述的措词应被本领域技术人员理解为与“根据实施方案1、2、3和4中任一项所述的方法”同义。
1.复合元件,尤其是用于阻尼元件的复合元件,所述复合元件包含:
a)至少一个具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触。
2.根据实施方案1所述的复合元件,其中通过选自喷涂和表面涂覆,优选表面涂覆,更优选沉积涂覆,更优选阴极沉积涂覆的方法将(b)的包含环氧树脂的涂层施加或可施加至(a)的金属体的所述表面的至少一部分上。
3.根据实施方案1或2所述的复合元件,其中(b)的环氧树脂为优选由含水环氧树脂分散体获得或可获得的环氧树脂,所述含水环氧树脂分散体具有优选大于50重量%的水,基于含水环氧树脂分散体的总重量计。
4.根据实施方案3所述的复合元件,其中所述环氧树脂分散体包含具有铵基的环氧树脂,所述环氧树脂分散体由以下方法获得或可获得:
A)使至少以下组分在60至130℃的加成温度下反应而获得环氧化物-胺加合物:
i)通过加入膦和/或膦盐作为催化剂由以下物质制备或可制备的前体:
i.a)至少一种双环氧化合物;
i.b)至少一种单酚或双酚或者单酚与双酚的混合物;
ii)至少一种有机胺;
B)随后或同时将在组分i.a)与i.b)的反应中形成的仲羟基与在阶段A)中制备的环氧化物-胺加合物的环氧基团在110至150℃的温度下进行反应,
C)在<150℃的温度下加入至少一种交联剂,
D)中和;
E)将在阶段A)至D)中获得的混合物分散于水中。
5.根据实施方案1至4中任一项所述的复合元件,其中(b)的涂层的层厚度为1至100微米,优选5至60微米,更优选10至50微米,更优选20至40微米,根据DIN EN ISO 2808测定。
6.根据实施方案1至5中任一项所述的复合元件,其中(b)的涂层的干膜密度为0.5至5g/cm3,优选1至2.5g/cm3,更优选1.1至2.0g/cm3,更优选1.3至1.4g/cm3,根据DIN 53219测定。
7.根据实施方案1至6中任一项所述的复合元件,其中(c)的塑料体的至少一种聚氨酯通过使至少以下组分反应获得或可获得:
(iii)多异氰酸酯组合物;
(ii)多元醇组合物;
(v)任选地扩链剂组合物。
8.根据实施方案7所述的复合元件,其中(iii)的多异氰酸酯组合物包含至少一种选自以下的多异氰酸酯:二异氰酸酯,优选萘1,5-二异氰酸酯(1,5-NDI)、3,3'-二甲基联苯基-4,4'-二异氰酸酯(TODI)、二苯基甲烷2,2'-二异氰酸酯(2,2'-MDI)、二苯基甲烷2,4'-二异氰酸酯(2,4'-MDI)、二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯(4,4'-MDI)、碳化二亚胺改性的4,4'-MDI、六亚甲基1,6-二异氰酸酯(HDI)以及亚甲基二环己基4,4'-二异氰酸酯、亚甲基二环己基2,4'-二异氰酸酯和亚甲基二环己基2,2'-二异氰酸酯(H12MDI);以及甲烷二苯基二异氰酸酯的高级多环同系物(聚合MDI),更优选至少4,4'-MDI或碳化二亚胺改性的4,4'-MDI,或4,4'-MDI和碳化二亚胺改性的4,4'-MDI的混合物。
9.根据实施方案7或8所述的复合元件,其中(iv)的多元醇组合物包含至少一种聚酯多元醇、聚醚多元醇或聚醚酯多元醇,优选选自双官能至六官能的聚酯多元醇和聚醚多元醇,优选选自双官能和三官能的聚酯多元醇,优选选自双官能和三官能的己二酸酯。
10.根据实施方案7至9中任一项所述的复合元件,其中(iv)的扩链剂组合物包含至少一种具有至少两个异氰酸酯反应性官能团,优选两个异氰酸酯反应性官能团的化合物,其中所述异氰酸酯反应性官能团优选选自羟基、氨基和硫醇基,且至少一种具有异氰酸酯反应性官能团的化合物更优选选自单乙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷和2,4-二氨基-3,5-二(甲硫基)甲苯,更优选至少包含1,4-丁二醇。
11.根据实施方案7至10中任一项所述的复合元件,其中多异氰酸酯组合物(iii)以异氰酸酯封端的预聚物(iii.a)的形式存在,所述异氰酸酯封端的预聚物(iii.a)由多异氰酸酯组合物(iii)与部分的多元醇组合物(iv)的反应获得或可获得,并且聚氨酯通过使至少以下组分反应获得或可获得:
(iii.a)异氰酸酯封端的预聚物;
(iv.a)剩余部分的多元醇组合物(iv);
(v)任选地扩链剂组合物。
12.根据实施方案7至11中任一项所述的复合元件,其中(c)的塑料体的至少一种聚氨酯为聚氨酯浇注弹性体或聚氨酯泡沫,优选聚氨酯浇注弹性体。
13.根据实施方案1至12中任一项所述的复合元件,其中所述金属体包含铁合金,优选钢,或铝。
14.根据实施方案1至13中任一项所述的复合元件,其中金属体优选具有选自以下的形状:圆盘形、开孔圆盘形、环形、圆柱形和空心圆柱形,其中空心圆柱优选还包括套筒。
15.根据实施方案1至14中任一项所述的复合元件,其在金属体(a)的表面和涂层(b)之间包含转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选包含至少氧化锆(IV)。
16.阻尼元件,其包含:
(1)复合元件,所述复合元件包含:
a)具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触;
(2)至少一种其他物体,其至少部分地与(1)的复合元件,优选与(c)的塑料体直接接触。
17.根据实施方案16所述的阻尼元件,其中所述至少一种其他物体在其表面的至少一部分上具有包含环氧树脂的涂层(b')。
18.根据实施方案16或17所述的阻尼元件,其中通过选自喷涂和表面涂覆,优选表面涂覆,更优选沉积涂覆,更优选阴极沉积涂覆的方法将(b)或(b')的包含环氧树脂的涂料分别施加或可施加至(a)的金属体表面的至少一部分上或至少一种其他物体的表面的至少一部分上。
19.根据实施方案16至18中任一项所述的阻尼元件,其中(b)或(b')的环氧树脂包含优选由含水环氧树脂分散体获得或可获得的环氧树脂,所述含水环氧树脂分散体优选具有大于50重量%的水,基于含水环氧树脂分散体的总重量计。
20.根据实施方案16至19中任一项所述的阻尼元件,其中所述环氧树脂分散体包含具有铵基的环氧树脂,所述环氧树脂分散体由以下方法获得或可获得:
A)使至少以下组分在60至130℃的加成温度下反应而获得环氧化物-胺加合物:
i)通过加入膦和/或膦盐作为催化剂由以下物质制备或可制备的前体:
i.a)至少一种双环氧化合物;
i.b)至少一种单酚或双酚或者单酚与双酚的混合物;
ii)至少一种有机胺;
B)随后或同时将在组分i.a)与i.b)的反应中形成的仲羟基与在阶段A)中制备的环氧化物-胺加合物的环氧基团在110至150℃的温度下进行反应,
C)在<150℃的温度下加入至少一种交联剂,
D)中和;
E)将在阶段A)至D)中获得的混合物分散于水中。
21.根据实施方案16至20中任一项所述的阻尼元件,其中(b)或(b’)的涂层的层厚度为1至100微米,优选5至60微米,更优选10至50微米,更优选20至40微米,根据DIN EN ISO2808测定。
22.根据实施方案16至21中任一项所述的阻尼元件,其中(b)或(b’)的涂层的干膜密度为0.5至5g/cm3,优选1至2.5g/cm3,更优选1.1至2.0g/cm3,更优选1.3至1.4g/cm3,根据DIN 53219测定。
23.根据实施方案16至22中任一项所述的阻尼元件,其中(c)的塑料体的至少一种聚氨酯通过使至少以下组分反应获得或可获得:
(iii)多异氰酸酯组合物;
(ii)多元醇组合物;
(v)任选地扩链剂组合物。
24.根据实施方案23所述的阻尼元件,其中(iii)的多异氰酸酯组合物包含至少一种选自以下的多异氰酸酯:二异氰酸酯,优选萘1,5-二异氰酸酯(1,5-NDI)、3,3'-二甲基联苯基-4,4'-二基-二异氰酸酯(TODI)、二苯基甲烷2,2'-二异氰酸酯(2,2'-MDI)、二苯基甲烷2,4'-二异氰酸酯(2,4'-MDI)、二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯(4,4'-MDI)、碳化二亚胺改性的4,4'-MDI、六亚甲基1,6-二异氰酸酯(HDI)以及亚甲基二环己基4,4'-二异氰酸酯、亚甲基二环己基2,4'-二异氰酸酯和亚甲基二环己基2,2'-二异氰酸酯(H12MDI);以及甲烷二苯基二异氰酸酯的高级多环同系物(聚合MDI),更优选至少4,4'-MDI或碳化二亚胺改性的4,4'-MDI,或4,4'-MDI和碳化二亚胺改性的4,4'-MDI的混合物。
25.根据实施方案23或24所述的阻尼元件,其中(iv)的多元醇组合物包含至少一种聚酯多元醇、聚醚多元醇或聚醚酯多元醇,优选选自双官能至六官能的聚酯多元醇和聚醚多元醇,优选选自双官能和三官能的聚酯多元醇,优选选自双官能和三官能的己二酸酯。
26.根据实施方案23至25中任一项所述的阻尼元件,其中(iv)的扩链剂组合物包含至少一种具有至少两个异氰酸酯反应性官能团,优选两个异氰酸酯反应性官能团的化合物,其中所述异氰酸酯反应性官能团优选选自羟基、氨基和硫醇基,且至少一种具有异氰酸酯反应性官能团的化合物更优选选自单乙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷和2,4-二氨基-3,5-二(甲硫基)甲苯,更优选包含至少1,4-丁二醇。
27.根据实施方案23至26中任一项所述的阻尼元件,其中多异氰酸酯组合物(iii)以异氰酸酯封端的预聚物(iii.a)的形式存在,所述异氰酸酯封端的预聚物(iii.a)由多异氰酸酯组合物(iii)与部分的多元醇组合物(iv)的反应获得或可获得,并且聚氨酯通过使至少以下组分反应获得或可获得:
(iii.a)异氰酸酯封端的预聚物;
(iv.a)剩余部分的多元醇组合物(iv);
(v)任选地扩链剂组合物。
28.根据实施方案23至27中任一项所述的阻尼元件,其中(c)的塑料体的至少一种聚氨酯为聚氨酯浇注弹性体或聚氨酯泡沫,优选聚氨酯浇注弹性体。
29.根据实施方案16至27中任一项所述的阻尼元件,其中所述金属体包含铁合金,优选钢,或铝。
30.根据实施方案16至29中任一项所述的阻尼元件,其中金属体具有选自以下的形状:圆盘形、开孔圆盘形、环形、圆柱形和空心圆柱形,其中空心圆柱优选还包括套筒。
31.根据实施方案16至30中任一项所述的阻尼元件,其中所述至少一种其他物体包含金属体,优选由金属体构成,其中所述金属体优选包含铁合金,更优选钢,或铝。
32.根据实施方案16至31中任一项所述的阻尼元件,其中所述至少一种其他物体包含聚氨酯,优选多孔聚氨酯,优选密度为200至1100kg/m3,更优选密度为200至750kg/m3的多孔聚氨酯。
33.根据实施方案32所述的阻尼元件,其中多孔聚氨酯通过使至少以下组分反应获得或可获得:异氰酸酯组合物、异氰酸酯反应性化合物、水和任选的聚硅氧烷组合物,以及任选的脂肪酸磺酸盐。
34.根据实施方案16至33中任一项所述的阻尼元件,其在金属体(a)的表面和涂层(b)之间包含转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV)。
35.一种制备复合元件的方法,其中所述复合元件包含:
a)至少一个具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触;
所述方法包含:
I)提供至少一个具有表面的金属体和在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
II)将(I)的经涂覆的金属体包埋到包含至少一种聚氨酯的塑料组合物中,其中经涂覆的金属体至少部分地被塑料组合物包围,并且塑料组合物在包围区域内至少部分地与(b)的涂层直接接触。
36.根据实施方案35所述的制备复合元件的方法,其中复合元件在金属体(a)的表面和涂层(b)之间具有转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV);并且根据(I),分别提供至少一个具有表面的金属体和在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层,在金属体(a)的表面和涂层(b)之间存在转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV);
37.根据实施方案35或36所述的方法获得或可获得的复合元件。
38.一种制备阻尼元件的方法,所述阻尼元件包含:
(1)复合元件,其包含:
a)至少一个具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触;
(2)至少一个其他物体,其至少部分地与(1)的复合元件,优选与(c)的塑料体直接接触;
所述方法包含:
III)提供复合元件(1)和至少一个其他物体(2);
IV)通过复合元件(1)的外表面和至少一个其他物体(2)的外表面使复合元件(1)和至少一个其他物体(2)至少部分地接触并任选地连接。
39.根据实施方案38所述的制备阻尼元件的方法,其中所述其他物体在其表面的至少一部分上具有包含环氧树脂的涂层,所述环氧树脂优选由含水环氧树脂分散体获得或可获得,所述含水环氧树脂分散体优选具有大于50重量%的水,基于含水环氧树脂分散体的总重量计。
40.根据实施方案38或39所述的制备阻尼元件的方法,其中复合元件(1)在金属体(a)的表面和涂层(b)之间具有转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV);和/或,优选地以及其他物体,所述其他物体在其表面和包含环氧树脂的涂层之间具有转换涂层,所述转换涂层包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV)。
41.一种制备阻尼元件的方法,所述阻尼元件包含:
(1)复合元件,其包含:
a)至少一个具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触;
(2)至少一个其他物体,其至少部分地与(1)的复合元件,优选与(c)的塑料体直接接触;
所述方法包含:
II.1)将金属体,其具有表面以及在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层,引入至模具,优选浇注模具,
II.2)将其他物体引入模具,优选引入至浇注模具,其中模具的一部分,优选在(II.1)的金属体和其他物体之间,为保留空间;
II.3)将塑料组合物引入至(II.2)中模具的保留空间的部分。
42.根据实施方案41所述的制备阻尼元件的方法,其中(II.1)包含:
II.1.1)提供至少一个具有表面的金属体;
II.1.2)通过选自喷涂和表面涂覆,优选沉积涂覆,更优选阴极沉积涂覆的方法将包含环氧树脂的涂层施加至金属体表面的至少一部分上,
得到金属体,其具有表面和在金属体表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层。
43.根据实施方案41或42所述的制备阻尼元件的方法,其中所述复合元件(1)在金属体(a)的表面和涂层(b)之间具有转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV);和/或其中(II.1.2)包含:
II.1.2.1)在金属体表面的至少一部分上施加涂层,所述涂层包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选包含至少氧化锆(IV),
得到在金属体表面的至少一部分上的转换涂层;
II.1.2.2)通过选自喷涂和表面涂覆,优选沉积涂覆,更优选阴极沉积涂覆的方法将包含环氧树脂的涂层施加至在(II.1.2.1)中获得的转换涂层的至少一部分上。
44.根据实施方案41至43中任一项所述的制备阻尼元件的方法,其中所述其他物体在其表面的至少一部分上具有包含环氧树脂的涂层,其中(II.2)优选包含:
II.2.1)提供至少一个具有表面的其他物体,优选至少一个包含铁合金或铝的其他物体;
II.2.2)将包含环氧树脂的涂层施加至所述其他物体的表面的至少一部分上,优选通过选自喷涂和表面涂覆,更优选沉积涂覆,更优选阴极沉积涂覆的方法,
得到其他物体,其具有表面和在其表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;其中优选地,所述其他物体在其表面和包含环氧树脂的涂层之间具有转换涂层,所述转换涂层包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物,优选至少包含氧化锆(IV)和/或磷酸锌,更优选至少包含氧化锆(IV)。
45.根据实施方案41至44中任一项所述的制备阻尼元件的方法,其中分别在(II.1.2)和(II.2.2)中使用的环氧树脂优选为优选由含水环氧树脂分散体获得或可获得的环氧树脂,所述含水环氧树脂优选具有大于50重量%的水,基于含水环氧树脂分散体的总重量计。
46.根据实施方案39或43至45中所述的制备阻尼元件的方法,其中所述环氧树脂分散体包含具有铵基的环氧树脂,所述环氧树脂分散体由以下方法获得或可获得:
A)使至少以下组分在60至130℃的加成温度下反应而获得环氧化物-胺加合物:
i)通过加入膦和/或膦盐作为催化剂由以下物质制备或可制备的前体:
i.a)至少一种双环氧化合物;
i.b)至少一种单酚或双酚或者单酚与双酚的混合物;
ii)至少一种有机胺;
B)随后或同时将在组分i.a)与i.b)的反应中形成的仲羟基与在阶段A)中制备的环氧化物-胺加合物的环氧基团在110至150℃的温度下进行反应,
C)在<150℃的温度下加入至少一种交联剂,
D)中和;
E)将在阶段A)至D)中获得的混合物分散于水中。
47.根据实施方案39或43至46中任一项所述的制备阻尼元件的方法,其中,对于根据实施方案39施加涂层,或根据(II.1.2)或(II.2.2)的涂覆,使用阴极沉积涂覆,在这种情况下所施用的电压优选为50至500伏特,更优选100至400伏特,更优选200至350伏特。
48.根据实施方案39或43至47中任一项所述的制备阻尼元件的方法,其中对于根据实施方案39施加涂层,或根据(II.1.2)或(II.2.2)的涂覆,使用阴极沉积涂覆,涂覆时间为50至500秒,优选为100至300秒,更优选为120至240秒。
49.根据实施方案39或43至48中任一项所述的制备阻尼元件的方法,其中,对于根据实施方案39施加涂层,或根据(II.1.2)或(II.2.2)的涂覆,使用阴极沉积涂覆,阳极/阴极比为1:10至10:1,优选1:6至1:4。
50.根据实施方案39或43至49中任一项所述的制备阻尼元件的方法,其中根据实施方案39或根据(II.1.2)和(II.2.2)获得的涂层的层厚度为1至100微米,优选5至60微米,更优选10至50微米,更优选20至40微米,根据DIN EN ISO 2808测定。
51.根据实施方案39或43至50中任一项所述的制备阻尼元件的方法,其中根据实施方案39或根据(II.1.2)和(II.2.2)获得的涂层的干膜密度为0.5至5g/cm3,优选1至2.5g/cm3,更优选1.1至2.0g/cm3,更优选1.3至1.4g/cm3,根据DIN 53219测定。
52.根据实施方案39至51中任一项所述的制备阻尼元件的方法,其中根据(II.3)的塑料组合物的引入包含:
II.3.1)提供塑料组合物的第一组分,优选异氰酸酯组合物,优选塑料组合物的异氰酸酯封端的预聚物;
II.3.2)提供塑料组合物的第二组分,优选塑料组合物的多元醇组合物,更优选塑料组合物的剩余多元醇组合物;
II.3.3)将塑料组合物的第一和第二组分混合;
得到塑料组合物的反应混合物;
II.3.4)将根据(II.3.3)的反应混合物引入至(II.2)的模具的已为保留空间的部分。
53.通过实施方案39至52中任一项所述的方法获得或可获得的阻尼元件。
54.根据实施方案1至15中任一项所述的复合元件或根据实施方案16至34中任一项所述的阻尼元件用于机动车辆部件,更具体而言为汽车部件、飞行器部件或航海部件的用途,优选用于汽车部件。
以下实施例用于说明本发明,但绝不用于限制本发明的主题。
实施例
1.化学品
EP 0 961 797 B1的粘合剂分散体C/实施例2.3:
-树脂混合物:
*根据EP 0 961 797 B1的实施例1,在氮气气氛下,通过将1084g的NCO当量为135的基于二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯的异构体和高级多官能低聚物(BasonatR A270,BASF;NCO官能度为约2.7;二苯基甲烷2,2'-二异氰酸酯和二苯基甲烷2,4'-二异氰酸酯含量低于5%)反应获得的交联剂。加入2g二月桂酸二丁基锡并滴加1314g丁基二乙二醇,滴加速度是使产物温度低于70℃,如果需要则冷却。添加结束后温度于70℃下再保持120分钟。在随后的监控中未检测到NCO基团。冷却到65℃;固含量>97%(在130℃,1小时)。
-分散体:
重量份 | |
2400 | 树脂混合物(如上所述) |
2173 | 去离子水 |
49.3 | 冰醋酸 |
2751.7 | 去离子水 |
分散体根据EP 0 961 797 B1的实施例2.1的描述进行制备。
-分散体特征:
固含量(在130℃,1小时)=45.1%
M EQ-碱0.822meg/g树脂固体
M EQ-酸=0.375meg/g树脂固体
pH 5.9
电导率2.7mS/cm
平均粒度=1450埃(光散射法)
沉淀稳定性室温存放2个月后无沉淀
粘度:22秒(DIN4杯,23℃)
溶剂含量1.7%丁基乙二醇(气相色谱法)
2.实施例
2.1阴极沉积涂覆(KTL)涂层的施用/制备涂覆的金属体
通过阴极沉积涂覆在购自(Germany)的KTL装置中用环氧树脂1在钢金属体的表面的至少一部分上进行涂覆。KTL的详情如下:
批料(5kg):
2.5kg去离子水(完全去离子水)
2.0kg粘合剂分散体C/环氧树脂1
0.5kg含有环氧树脂1的颜料膏的水溶液
填料,颜料
浴特征:
-浴温度32至35℃
-根据DIN EN ISO 15091的电导率1.0至1.6mS/cm
-根据DIN 55659-1的pH 4.8至5.2
-根据DIN EN ISO 3251(30分钟180℃)的非挥发性分数(NFA)18至20重量%
施用条件:
-电压200至350伏特
-涂覆时间120至240秒
-根据DIN EN ISO 2808的层厚度20至40μm
-阳极/阴极比1:6至1:4
在阴极沉积涂覆后,将所获得的涂覆的金属体用完全去离子水冲洗。然后将涂覆的金属体在以下条件下进行烘烤。
烘烤条件:
-衬底温度175℃
-持续时间>15分钟
2.2在浇注弹性体中的包埋/阻尼元件的制备
a)阻尼元件,尤其是用于减振器应用
为制备阻尼元件,将由2.1获得的涂覆的金属体引入浇注模具中,其中同样引入包含多孔聚氨酯的塑料体。在预先加热到45℃或>45℃之后,分别在混合头中混合异氰酸酯组分(这里为预聚物1)和多元醇组分(多元醇1),然后以反应混合物的形式引入模具中的在涂覆的金属体与塑料体之间的保留空间的部分,并在80至100℃的温度下反应。在80至100℃的温度下,热后处理24至48小时。所使用的涂覆的金属体示意性地示于图1,所得阻尼元件示意性地示于图2。
b)阻尼元件,尤其是用于转动件轴承应用
为了制备阻尼元件,以类似于2.1中所述的方法分别涂覆一个(空心)圆柱体(内套筒)形式的金属体,以及另一个空心圆柱体(外套筒)形式的同样是金属的其他物体,如图3所示;在内套筒的情况下,将涂料至少施用到外表面的一部分上,在外套筒的情况下,将涂料至少施用到内表面的一部分上。将获得的涂覆的金属体引入浇注模具中,其中内套筒位于外套筒内。在预先加热到45℃或>45℃之后,分别在混合头中混合异氰酸酯组分(这里为预聚物1)和多元醇组分(多元醇1),然后以反应混合物的形式引入模具中的在内套筒和外套筒之间的保留空间的部分,并在80至100℃的温度下反应。在80至100℃的温度下,热后处理24至48小时。在图4中示意性地示出了所获得的转动件轴承的截面。
2.3粘结强度的研究
根据DIN EN 1465进行附着力测试(粘合剂–重叠结合(overlap bonds)的搭接剪切强度的测定)。不同于DIN EN 1465,样品的几何形状根据特定材料和特定制造进行了调整。如图3所示,各放置了两个基体(具有涂层的金属体,涂层的详细信息如下),其中,在重叠区域中,存在一个塑料体,存在有层厚度为2毫米的包含聚氨酯的塑料组合物,所述聚氨酯由组分预聚物1、多元醇1和扩链剂1获得。为了补偿由于更大的层厚度而导致的更高的弯矩,将基板厚度设置为4mm,以使测试过程中的弯曲最小化。(粘合剂)样品的尺寸可以在图5中看到,图5中给出的所有数值均应理解为以mm为单位(例如12.5=12.5毫米)。
在如2.2中制备阻尼元件的相同条件下,在自热式浇注工具中制备样品,样品由基材(具有涂层的金属体)和重叠区域的塑料组合物构成,以确保样品的粘附和阻尼元件或阻尼元件中所包含的复合元件的粘附之间的可比较性。
使用来自Zwich Roell的8306型或8406型的螺纹楔形夹具容纳样品。主要的紧固力是通过楔形作用实现的。拧紧力与瞬时拉力(自紧)成比例,从而确保了各种材料的安全拧紧。螺纹楔形夹具还可以不对称地拧紧样品,以补偿上下基材之间的偏移,从而防止粘合剂样品上的弯曲应力。
样品被加载到断裂点。对于每个样品,破坏期间的最大力记录为断裂力。相关样品的测试结果记录为以牛顿为单位的断裂力或以兆帕为单位的断裂力的算术平均值和变化系数。
通过以牛顿为单位的断裂力除以以平方毫米为单位的结合面积来计算搭接剪切强度,以兆帕为单位。
在该研究中,比较了塑料体和基材上的两种不同表面涂层之间的粘结强度。基材的金属体由钢材制成。对于一个样品,所使用的基材为具有通过电镀施加的锌铁涂层(ZnFe)的金属体。对于另一样品,所使用的基材为具有由阴极沉积涂覆施加的环氧树脂层的金属体。
在对样品的搭接剪切负载下的断裂力进行研究时,很明显的是,对于具有通过KTL施加到基材金属主体上的环氧树脂的样品,其断裂力要远高于其中金属体具有电镀的ZnFe涂层的样品的断裂力。此外,该断裂在塑料体中是内聚的。具有ZnFe涂覆的基材和环氧树脂涂覆的基材的样品的搭接剪切强度的比较示于图6。
2.4金属体和塑料体之间的粘合组件的破坏性测试
为了验证使用实际部件的适用性,对阻尼元件中涂覆的金属体和塑料体之间的结合组件进行破坏性测试。为此,用合适的装置根据2.2固定阻尼元件的塑料体,并使金属体负载,以使塑料体与金属体之间的边界层经受搭接剪切应力直至断裂点。对仅包含涂覆ZnFe的金属体的阻尼元件进行相同的研究。同样,当使用具有环氧树脂涂层而不是ZnFe涂层的金属体时,阻尼元件的破裂力明显增加,并且破裂模式也从粘附破裂变为内聚破裂。比较以图形形式示于图7。图8示意性地示出了所使用的装置。
2.5基于2.3和2.4的评价
如果将钢材用作阻尼元件中的金属体,则必须确保充分的防腐。通常通过在金属体上电镀施用锌镍涂层(ZnNi)或锌铁涂层(ZnFe)来确保这一点。迄今为止,塑料体通过聚氨酯(PU)反应性浇注方法施加而直接粘附到ZnFe或ZnNi涂层上。然而,通过施加高于断裂力的搭接剪切力,PU塑料体与ZnFe或ZnNi涂层发生了粘附剥离。但是,为了确保阻尼元件的该部分足够坚固,搭接剪切试验中必须将PU塑料体中的内聚破裂作为目标。这通常通过使用标准的单组份或双组分的湿化学助粘剂来实现。然而,将额外的助粘剂施加到防腐层上需要额外的成本。尤其是如果仅能部分地施用助粘剂,以例如保持金属体上的螺钉安装面不受影响的话,则施加过程麻烦并且成本高,因此使得阻尼元件的生产不经济。
在本发明中发现,就塑料体与金属体之间促进粘合的要求而言,通过阴极电沉积涂覆基于环氧树脂的涂层(此处表示为环氧树脂1)明显优于纯的电镀防腐涂层(ZnNi或ZnFe),并且满足了塑料体与金属体之间促进粘合的要求,同样也满足了为此目的的常规电镀防腐涂层(ZnNi或ZnFe)和额外施用的助粘剂的组合。出乎意料地发现,基于环氧树脂的阴极电沉积涂覆具有以下优点:其同时具有防腐功能和促进粘合的功能,因此,与使用电镀形式的防腐和另外通过湿化学方式施用的助粘剂相比,其在加工成本和所需的加工步骤数方面要低得多。
另外,环氧化物层也可以在阻尼元件的螺纹连接的区域中使用,从而使得能够以更经济的方式进行涂料的电沉积处理,而不是通过喷涂处理的方式进行不经济地局部施用助粘剂。因此,即使在有色金属(例如铝)制成的金属体的情况下,也不需要额外的防腐,与通过湿化学方法部分地施用助粘剂相比,KTL方法用于促进粘合更加经济。
2.6阴极电沉积(KTL)涂层的施加/预先施加了转换涂层的涂覆的金属体的制备
切割压制的铝(EN AW 6082)和扁钢(Domex 650MC),以形成110x25x4mm的扁平型材,然后通过商购的汽车饰面工艺分别用转换涂料在6个扁平型材的整个表面上进行涂覆,然后按原样放置,或为了比较,如2.1中所述,通过阴极电沉积(KTL)涂覆进行环氧树脂1的表面涂覆。表1示出了施加的层和相应的层厚度。
表1
金属型材的表面涂层的表征
对于比较例,将10个未处理的铝或钢的扁平型材各自通过用刚玉(Rz=20-25μm)喷砂而变粗糙,并用PU助粘剂进行处理。将施加的层在空气中干燥1小时(层厚度:14.2±0.7μm),然后在120℃下固化2小时。
2.7粘结强度的研究
根据DIN EN 1465(粘合剂-重叠结合的搭接剪切强度的测定),对根据2.6涂覆的金属体进行附着力测试。
将一对根据2.6进行了相同表面处理的扁平型材在90℃下引入根据图5设计的浇注模具中,热处理30分钟,沿着粘结表面浇注基于pTHF的致密PU(由组分预聚物2和多元醇2获得的聚氨酯)。在30分钟后,脱模,并在90℃下再进行24±2h的热处理。
在沿着线性拉力方向的测试速度为5mm/min的Z010 TH机器(Zwick Roell)(测试温度:23±2℃)上进行附着力测试。
剪切粘附力的结果汇总在表2中,比较示于图8和9中。
表2
剪切粘附力的结果
在本发明中,可以看出,就塑料体与金属体之间的促进粘合要求而言,通过阴极电沉积涂覆的环氧树脂基涂层(这里使用环氧树脂1)和KTL涂层下方的另外的转换涂层,分别明显优于纯的KTL涂层和纯的转换涂层,并且其更好地满足了塑料体与金属体之间的促进粘合的要求,包括更优于用于此目的的常规电镀防腐层(ZnNi或ZnFe)和另外施用的助粘剂的结合。该结果与通过喷砂和商业惯用的PU助粘剂实现的结果相当或甚至更好。与根据本发明的变型相比,使用喷砂和PU助粘剂的方法要复杂得多:PU助粘剂的施用需要胶带遮盖,然后局部喷涂。具有转换涂层和KTL(沉积)的本发明的变型非常简单并且在经济上是有利的。
附图标记
1 涂覆的金属体
2 金属体
3 涂层
4 阻尼元件
5 复合元件
6 塑料体
7 其他物体
8 内表面
9 外表面
附图说明
图1示出了涂覆的金属体1的透视图,其在此处为以环的形式存在的金属体2,该环在其表面的至少一部分上具有包含环氧树脂的涂层3;
图2示出了阻尼元件4的截面,该阻尼元件4包括复合元件5,该复合元件5具有包含至少一种聚氨酯的塑料体6和涂覆的金属体1,该金属体1又至少部分地被其他物体7包围,此处为其他塑料体7;
图3示出了用于转动件轴承的(空心)圆柱体(内套筒)形式的金属体1,以及另外的同样是另一空心圆柱体(外套筒)形式的金属体7,其中外套筒在其内表面8的至少一部分(未示出)上具有涂层,且内套筒在其外表面9的至少一部分(未示出)上具有涂层;
图4示出了转动件轴承的截面,该转动件轴承包含内套筒1、外套筒7以及在内套筒和外套筒之间的塑料体6;
图5示意性地示出了用于研究粘结强度的样品体,其中数字应理解为是指以毫米为单位的长度数字(例如12.5=12.5mm),其中(a)示出侧视图,(b)显示了相应的正视图;
图6示出了与电镀有ZnFe的金属体+塑料体相比,环氧树脂涂覆的金属体+塑料体的粘结强度研究(搭接剪切强度)的结果;
图7示出了与基于电镀有ZnFe的金属体+塑料体的阻尼元件相比,基于环氧树脂涂覆的金属体+塑料体的阻尼元件的破裂力研究的结果;
图8示意性地示出了用于破裂试验研究的装置(破裂测试轴承);
图9示出了与仅经转换涂覆的金属体(铝)+塑料体相比,和与经喷砂且涂覆常规PU助粘剂的金属体(铝)+塑料体相比,对经转换涂覆和环氧树脂涂覆的金属体(铝)+塑料体的粘结强度研究(搭接剪切强度)的结果;
图10示出了与仅经转换涂覆的金属体(钢)+塑料体相比,和与经喷砂且涂覆常规PU助粘剂的金属体(钢)+塑料体相比,对经转换涂覆和环氧树脂涂覆的金属体(钢)+塑料体的粘结强度研究(搭接剪切强度)的结果。
所引用文献
US 8,459,621 B1
EP 0 961 797 B1
EP 1 379 588 B1
EP 1 171 515 B1
Claims (34)
1.复合元件,所述复合元件包含:
a)至少一个具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触,
其中复合元件在金属体(a)的所述表面和涂层(b)之间具有转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物。
2.根据权利要求1所述的复合元件,其中(b)的环氧树脂为由含水环氧树脂分散体获得或可获得的环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的复合元件,所述含水环氧树脂分散体具有大于50重量%的水,基于含水环氧树脂分散体的总重量计。
4.根据权利要求2或3所述的复合元件,其中所述环氧树脂分散体包含具有铵基的环氧树脂,所述环氧树脂分散体由以下方法获得或可获得:
A)使至少以下组分在60至130℃的加成温度下反应而获得环氧化物-胺加合物:
i)通过加入膦和/或膦盐作为催化剂由以下物质制备或可制备的前体:
i.a)至少一种双环氧化合物;
i.b)至少一种单酚或双酚或者单酚与双酚的混合物;
ii)至少一种有机胺;
B)随后或同时将在组分i.a)与i.b)的反应中形成的仲羟基与在阶段A)中制备的环氧化物-胺加合物的环氧基团在110至150℃的温度下进行反应,
C)在<150℃的温度下加入至少一种交联剂,
D)中和;
E)将在阶段A)至D)中获得的混合物分散于水中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的复合元件,其中所述金属体包含铁合金,或铝。
6.根据权利要求5所述的复合元件,其中所述铁合金为钢。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的复合元件,其中金属体具有选自以下的形状:圆盘形、开孔圆盘形、环形、圆柱形和空心圆柱形。
8.根据权利要求7所述的复合元件,其中所述空心圆柱形包括套筒。
9.根据权利要求1所述的复合元件,其用于阻尼元件。
10.阻尼元件,其包含:
(1)复合元件,所述复合元件包含:
a)至少一个具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触;
(2)至少一个其他物体,其至少部分地与(1)的复合元件直接接触;
其中复合元件(1)在金属体(a)的所述表面和涂层(b)之间具有转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物。
11.根据权利要求10所述的阻尼元件,其中
(2)所述至少一个其他物体至少部分地与(c)的塑料体直接接触。
12.根据权利要求10或11所述的阻尼元件,其中所述至少一种其他物体在其表面的至少一部分上具有包含环氧树脂的涂层(b’)。
13.根据权利要求10或11所述的阻尼元件,其中所述金属体包含铁合金,或铝。
14.根据权利要求13所述的阻尼元件,其中所述铁合金为钢。
15.根据权利要求10或11所述的阻尼元件,其中所述至少一种其他物体包含金属体。
16.根据权利要求15所述的阻尼元件,其中所述金属体包含铁合金,或铝。
17.根据权利要求16所述的阻尼元件,其中所述铁合金为钢。
18.根据权利要求15所述的阻尼元件,其中所述至少一种其他物体由金属体构成。
19.根据权利要求18所述的阻尼元件,其中所述金属体包含铁合金或铝。
20.根据权利要求19所述的阻尼元件,其中所述铁合金为钢。
21.根据权利要求10或11所述的阻尼元件,其中所述至少一种其他物体包含聚氨酯。
22.根据权利要求21所述的阻尼元件,其中所述至少一种其他物体包含多孔聚氨酯。
23.根据权利要求22所述的阻尼元件,其中所述至少一种其他物体包含密度为200至1100kg/m3的多孔聚氨酯。
24.根据权利要求23所述的阻尼元件,其中所述至少一种其他物体包含密度为200至750kg/m3的多孔聚氨酯。
25.一种制备复合元件的方法,其中所述复合元件包含:
a)至少一个具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触;
其中复合元件在金属体(a)的所述表面和涂层(b)之间具有转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物;
所述方法包含:
I)提供至少一个具有表面的金属体和在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;其中在金属体(a)的所述表面和涂层(b)之间存在转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物;
II)将(I)的经涂覆的金属体包埋到包含至少一种聚氨酯的塑料组合物中,其中经涂覆的金属体至少部分地被塑料组合物包围,并且塑料组合物在包围区域内至少部分与(b)的涂层直接接触。
26.复合元件,其通过根据权利要求25所述的方法获得或可获得。
27.一种制备阻尼元件的方法,所述阻尼元件包含:
(1)复合元件,其包含:
a)至少一个具有表面的金属体;
b)在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层;
c)包含至少一种聚氨酯的塑料体,所述塑料体至少部分地包围(a)的金属体且在包围的区域中至少部分地与(b)的涂层直接接触;
其中复合元件(1)在金属体(a)的所述表面和涂层(b)之间具有转换层(d),所述转换层(d)包含至少一种选自氧化锆(IV)、磷酸锌(II)和铬酸盐的化合物;
(2)至少一个其他物体,其至少部分地与(1)的复合元件直接接触;
所述方法包含:
II.1)将金属体,其具有表面以及在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层,引入至模具,
II.2)将所述其他物体引入模具,其中模具的一部分,保留空间;
II.3)将塑料组合物引入至(II.2)中模具的保留空间的部分。
28.根据权利要求27所述的方法,其中
(2)所述至少一个其他物体至少部分地与(c)的塑料体直接接触。
29.根据权利要求27或28所述的方法,包括:
II.1)将金属体,其具有表面以及在金属体的所述表面的至少一部分上的包含环氧树脂的涂层,引入至浇注模具,
II.2)将所述其他物体引入至浇注模具,其中模具的一部分,
保留空间。
30.根据权利要求29所述的方法,其中
II.2)其中模具的一部分,在(II.1)的金属体和其他物体之间,
保留空间。
31.阻尼元件,其通过根据权利要求27至30中任一项所述的方法获得或可获得。
32.根据权利要求1至9中任一项所述的复合元件或根据权利要求10至24中任一项所述的阻尼元件用于机动车辆部件的用途。
33.根据权利要求32所述的用途,其中所述机动车辆部件为汽车部件、飞行器部件或航海部件。
34.根据权利要求32或33所述的用途,其中所述机动车辆部件为汽车部件。
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Legal Events
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---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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