CN104004322A - 补强贴片材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种补强贴片材料，属于补强贴片技术领域。解决现有的补强贴片材料增强倍率较差的缺陷。该补强贴片材料是以液体橡胶和环氧树脂为主要基质，再加入滑石粉、固化剂、增塑剂等填料混合制备而成的。本发明还提供一种补强贴片材料的制备方法，该方法将双酚A环氧树脂放入反应容器中搅拌融化；将环氧树脂稀释剂、聚异丁烯、液体橡胶、增塑剂和滑石粉放入反应容器中搅拌反应；将反应容器温度降温，然后加入固化剂反应；将玻璃微珠和炭黑加入反应容器中，搅拌反应，得到补强贴片材料。本发明的补强贴片材料形成的补强胶片具有良好的抗弯曲性能。

Description

补强贴片材料及其制备方法

技术领域

本发明属于补强贴片技术领域，具体涉及一种补强贴片材料及其制备方法。

背景技术

汽车轻量化是节省能源和降低污染的有效途径,如果汽车总质量减轻10％,则油耗减少3％～7％。目前国外减重主要有2种方法:1)采用强度高、质量轻的材料,如铝合金、镁合金、高强度钢材、工程塑料等；2)改进汽车结构,降低材料厚度,外板薄壁化,结构件中空化等。但钢板变薄会使车身局部刚度下降,车门、顶盖、侧围等部位在汽车行驶中易产生噪音和共振；发生意外碰撞时冲击能量吸收变小,容易伤害乘员。采取的补救措施之一就是应用复合补强高分子材料，然而现有的材料增强倍率较差，不能满足使用的需要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的补强贴片材料增强倍率较差的缺陷，而提供一种补强贴片材料及其制备方法。

本发明首先提供一种补强贴片材料，按照重量份数计包括：

优选的是，所述的双酚A环氧树脂的环氧当量为475-550。

优选的是，所述的环氧树脂稀释剂的环氧当量为310-360。

优选的是，所述的固化剂为双氰胺类。

优选的是，所述的聚异丁烯的数均分子量为2000-3000。

优选的是，所述的玻璃微珠的直径为0.02-0.03mm。

优选的是，所述的炭黑的目数为800-1250目。

优选的是，所述的液体橡胶的重均分子量为45000-55000。

本发明还提供一种补强贴片材料的制备方法，包括：

步骤一：将双酚A环氧树脂放入反应容器中在80-105℃下搅拌融化；

步骤二：将环氧树脂稀释剂、聚异丁烯、液体橡胶、增塑剂和滑石粉放入反应容器中，在100-110℃下搅拌反应3h-4.5h；

步骤三：将反应容器温度降至80-85℃，然后加入固化剂，搅拌反应30-50min；

步骤四：将玻璃微珠和炭黑加入反应容器中，搅拌反应20-40min，得到补强贴片材料。

本发明的有益效果

本发明提供一种补强贴片材料，该补强贴片材料是以液体橡胶和环氧树脂为主要基质，再加入滑石粉、固化剂、增塑剂等填料混合制备而成的，由于液体橡胶与天然橡胶结构类似，并且可以进行硫化，因此添加少量液体橡胶不会降低橡胶的强度，并使其加工性能提高，用本发明的补强贴片材料与玻璃纤维布复合成汽车用补强胶片，可以极大地提高车身钢板的强度、改善车辆的噪音和震动现象,提升车辆乘坐舒适性(NVH)性能。

本发明还提供一种补强贴片材料的制备方法，该方法将双酚A环氧树脂放入反应容器中在80-105℃下搅拌融化；将环氧树脂稀释剂、聚异丁烯、液体橡胶、增塑剂和滑石粉放入反应容器中，在100-110℃下搅拌反应3h-4.5h；将反应容器温度降至80-85℃，然后加入固化剂，搅拌反应30-50min；将玻璃微珠和炭黑加入反应容器中，搅拌反应20-40min，得到补强贴片材料。该制备方法工艺简单、原料易得，制备得到的补强贴片材料形成的补强胶片具有良好的抗弯曲性能。

具体实施方式

本发明首先提供一种补强贴片材料，按照重量份数计包括：

双酚A环氧树脂24-30份，环氧树脂稀释剂12-18份，滑石粉35-45份，固化剂3-4份，增塑剂3-5份，聚异丁烯5-10份，玻璃微珠3-5份，炭黑3-5份，液体橡胶10-15份；优选的是，双酚A环氧树脂26-28份，环氧树脂稀释剂14-16份，滑石粉38-42份，固化剂3.2-3.8份，增塑剂3.5-4.5份，聚异丁烯6-8份，玻璃微珠3.5-4.5份，炭黑3.5-4.5份，液体橡胶12-14份。

按照本发明，所述的双酚A环氧树脂为本领域技术人员熟知的双酚A环氧树脂即可，并无特殊限制，优选为环氧当量在475-550之间，熔融粘度在400-950mPa.s的双酚A环氧树脂，更优选的产品型号为SM601R或NPES-901。

按照本发明，所述的环氧树脂稀释剂为本领域技术人员熟知的环氧树脂稀释剂即可，并无特殊限制，优选为环氧当量在310-360之间的环氧树脂稀释剂，更优选的产品型号为DOW3604。

按照本发明，所述的固化剂优选为双氰胺类固化剂，更优选的产品型号为CG-1200G。

按照本发明，所述的增塑剂为本领域技术人员熟知的增塑剂即可，并无特殊限制，优选的产品型号为PE940。

按照本发明，所述的聚异丁烯的数均分子量优选为2000-3000，所述的玻璃微珠的直径优选为0.02-0.03mm，所述的炭黑的目数优选为800-1250目。

按照本发明，所述的液体橡胶为本领域技术人员熟知的液体橡胶即可，并无特殊限制，优选为重均分子量为45000-55000之间的液体橡胶，分子式：[CH₂CH＝C(CH₃)CH₂]n；更优选的产品型号为BBIR-505。

本发明还提供一种补强贴片材料的制备方法，包括：

步骤一：将双酚A环氧树脂放入反应容器中在80-105℃下搅拌融化；

步骤二：将环氧树脂稀释剂、聚异丁烯、液体橡胶、增塑剂和滑石粉放入反应容器中，在100-110℃下搅拌反应3h-4.5h,同时抽真空，搅拌速率优选18-20HZ，分散速率优选6-10HZ；

步骤三：将反应容器温度降至80-85℃，然后加入固化剂，搅拌反应30-50min，搅拌速率优选15-17HZ，分散速率优选5-7HZ；

步骤四：将玻璃微珠和炭黑加入反应容器中，搅拌反应20-40min，并抽真空，搅拌速率优选14-16HZ，分散速率优选3-5HZ，得到补强贴片材料。

将模压机安装上玻璃纤维布及离型纸，用上述得到的补强贴片材料在模压机上进行与玻璃纤维布压片，得到纤维增强胶片，是将纤维增强胶片粘贴在汽车钢板上，经过170℃，30min加热，对钢板起到补强作用。

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，实施例中涉及到的原料均为市售。

实施例1

步骤一：将24份双酚A环氧树脂SM601R(环氧当量为475，熔融粘度为400mPa.s)放入反应容器中在80℃下搅拌融化；

步骤二：将12份环氧树脂稀释剂DOW3604(环氧当量为310)、5份聚异丁烯(数均分子量为2000)、10份液体橡胶BBIR-505(重均分子量为45000)、3份增塑剂PE940和35份滑石粉放入反应容器中，在100℃下搅拌反应4.5h,同时抽真空，搅拌速率优选18HZ，分散速率优选6HZ；

步骤三：将反应容器温度降至80℃，然后加入3份固化剂，搅拌反应50min，搅拌速率优选15HZ，分散速率优选5HZ；

步骤四：将3份玻璃微珠(直径为0.02mm)和3份炭黑(目数为800)加入反应容器中，搅拌反应20min，并抽真空，搅拌速率优选14HZ，分散速率优选3HZ，得到补强贴片材料。

将模压机安装上玻璃纤维布及离型纸，用上述得到的补强贴片材料在模压机上进行与玻璃纤维布压片，得到纤维增强胶片，测试性能如表1所示。

实施例2

步骤一：将30份双酚A环氧树脂SM601R(环氧当量为550，熔融粘度为950mPa.s)放入反应容器中在105℃下搅拌融化；

步骤二：将18份环氧树脂稀释剂DOW3604(环氧当量为360)、10份聚异丁烯(数均分子量为3000)、15份液体橡胶BBIR-505(重均分子量为55000)、5份增塑剂PE940和45份滑石粉放入反应容器中，在110℃下搅拌反应3h，同时抽真空，搅拌速率优选20HZ，分散速率优选10HZ；

步骤三：将反应容器温度降至85℃，然后加入4份固化剂，搅拌反应50min，搅拌速率优选17HZ，分散速率优选7HZ；

步骤四：将5份玻璃微珠(直径为0.03mm)和5份炭黑(目数为1250)加入反应容器中，搅拌反应40min，并抽真空，搅拌速率优选16HZ，分散速率优选5HZ，得到补强贴片材料。

将模压机安装上玻璃纤维布及离型纸，用上述得到的补强贴片材料在模压机上进行与玻璃纤维布压片，得到纤维增强胶片，测试性能如表1所示。

实施例3

步骤一：将26份双酚A环氧树脂NPES-901(环氧当量为500，熔融粘度为550mPa.s)放入反应容器中在90℃下搅拌融化；

步骤二：将14份环氧树脂稀释剂DOW3604(环氧当量为330)、6份聚异丁烯(数均分子量为2500)、12份液体橡胶BBIR-505(重均分子量为40000)、3.5份增塑剂PE940和38份滑石粉放入反应容器中，在105℃下搅拌反应4h,同时抽真空，搅拌速率优选19HZ，分散速率优选8HZ；

步骤三：将反应容器温度降至80℃，然后加入3.2份固化剂，搅拌反应40min，搅拌速率优选16HZ，分散速率优选6HZ；

步骤四：将3.5份玻璃微珠(直径为0.025mm)和3.5份炭黑(目数为900)加入反应容器中，搅拌反应30min，并抽真空，搅拌速率优选15HZ，分散速率优选4HZ，得到补强贴片材料。

将模压机安装上玻璃纤维布及离型纸，用上述得到的补强贴片材料在模压机上进行与玻璃纤维布压片，得到纤维增强胶片，测试性能如表1所示。

实施例4

步骤一：将28份双酚A环氧树脂NPES-901(环氧当量为530，熔融粘度为680mPa.s)放入反应容器中在100℃下搅拌融化；

步骤二：将16份环氧树脂稀释剂DOW3604(环氧当量为340)、8份聚异丁烯(数均分子量为2500)、14份液体橡胶BBIR-505(重均分子量为42000)、4.5份增塑剂PE940和42份滑石粉放入反应容器中，在105℃下搅拌反应4.5h,同时抽真空，搅拌速率优选18HZ，分散速率优选7HZ；

步骤三：将反应容器温度降至80℃，然后加入3.8份固化剂，搅拌反应50min，搅拌速率优选16HZ，分散速率优选6HZ；

步骤四：将4.5份玻璃微珠(直径为0.025mm)和4.5份炭黑(目数为1000)加入反应容器中，搅拌反应40min，并抽真空，搅拌速率优选15HZ，分散速率优选4HZ，得到补强贴片材料。

将模压机安装上玻璃纤维布及离型纸，用上述得到的补强贴片材料在模压机上进行与玻璃纤维布压片，得到纤维增强胶片，测试性能如表1所示。

表1

上述测试中的柔韧性实验方法为，将纤维增强胶片放置在(23±2)℃、相对湿度为(50±5)％的标准条件下24h，绕直径为50mm的芯棒弯曲180°，并保持10s，。目视检查纤维增强胶片无分层、剥离和破裂等负面影响则为合格。

初始粘接力实验的方法为：将350mm×25mm纤维增强胶片铺贴在刚板试片上，钢板与增强垫粘接面积150mm*25mm，使用1.5kg～2.0kg的辊筒来回碾压5次，室温放置30min。按GB/T2790规定进行试验，夹头的拉伸速度为(100±10)mm/min，观察胶接破坏的类型，即粘附破坏、内聚破坏或被粘污破坏，粘结力达到≥5N/25mm,则为合格。

耐刷洗性实验：在钢板上各贴好2片纤维增强胶片，用辊筒来回辊压2次，压实，并在室温下放置1h，然后将试板垂直放置于自来水水枪喷嘴前，水平距喷嘴150mm处，用自来水喷射增强片，喷射时间为1min，检查增强片从初始位置的位移为零则为合格。

增强倍率：用相同方法测试规格150mm×25mm、0.75mm厚钢板(贴纤维增强胶片和未贴纤维增强胶片)的弯曲强度，读取2mm、5mm和最大弯曲强度。某位置的增强倍率定义：相对应位置贴胶片后的钢板弯曲强度与钢板本身弯曲强度的比值。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种补强贴片材料，其特征在于，按照重量份数计包括：

2.根据权利要求1所述的一种补强贴片材料，其特征在于，所述的双酚A环氧树脂的环氧当量为475-550。

3.根据权利要求1所述的一种补强贴片材料，其特征在于，所述的环氧树脂稀释剂的环氧当量为310-360。

4.根据权利要求1所述的一种补强贴片材料，其特征在于，所述的固化剂为双氰胺类。

5.根据权利要求1所述的一种补强贴片材料，其特征在于，所述的聚异丁烯的数均分子量为2000-3000。

6.根据权利要求1所述的一种补强贴片材料，其特征在于，所述的玻璃微珠的直径为0.02-0.03mm。

7.根据权利要求1所述的一种补强贴片材料，其特征在于，所述的炭黑的目数为800-1250目。

8.根据权利要求1所述的一种补强贴片材料，其特征在于，所述的液体橡胶的重均分子量为45000-55000。

9.一种补强贴片材料的制备方法，其特征在于，包括：

步骤一：将双酚A环氧树脂放入反应容器中在80-105℃下搅拌融化；

步骤二：将环氧树脂稀释剂、聚异丁烯、液体橡胶、增塑剂和滑石粉放入反应容器中，在100-110℃下搅拌反应3h-4.5h；

步骤三：将反应容器温度降至80-85℃，然后加入固化剂，搅拌反应30-50min；

步骤四：将玻璃微珠和炭黑加入反应容器中，搅拌反应20-40min，得到补强贴片材料。