CN106397944A - 一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料及其生产工艺，膨胀支架材料主要由以下重量份原料制备而成：EVA 60‑80份、改性丙烯酸酯类聚合物10‑30份、发泡剂3‑10份、交联剂0.5‑1.5份、促进剂0.5‑1份、润滑剂0.5‑2份、抗氧剂0.4‑3份、填料0‑15份。上述材料的生产工艺主要包括密炼、挤出、切粒、注塑四步。本发明膨胀支架材料在140‑215℃内均能发泡良好，发泡后材料具有良好的隔音性能和粘结强度；注塑得到的产品与汽车钣金粘结性好，剪切强度72MPa以上，剪切强度测试达到100％内聚破坏；耐腐蚀性好，耐候性好；发泡过程无刺激性气味，降低了环境污染以及对操作人员健康的威胁。

Description

一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及膨胀发泡材料，尤其涉及一种汽车车身高粘结强度填充膨胀支架材料及其生产工艺。
背景技术
汽车在高速行驶中由于空气阻力，车身附近会产生高速气流，产生噪音及振动，造成司机和乘客NVH(噪声、振动与声振粗糙度)舒适度下降。目前主机厂一般使用高发泡和支架发泡类产品进行填充，但是高发泡无法填充大空腔及立面流淌问题，市场逐渐萎缩，支架发泡类产品得到主机厂的青睐。支架发泡产品以尼龙66(PA66)为支撑材料，可以根据不同主机厂、不同车型制备各种不同形状的产品。支架发泡在经过电泳漆烘烤线后粘结在钢板上起到粘结密封隔音降噪作用，支架膨胀发泡主体材料一般使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。可是，常规的膨胀支架材料存在以下技术问题：
1、EVA与油面钢板、镀锌板的粘结力较差、强度比较低，在汽车长时间颠簸行驶中可能脱落；市场已有提高粘结强度的方法主要为添加石油树脂或者改性石油树脂及环氧树脂等，缺点是加工性能差，在密炼或者开炼过程中很容易粘附机器内壁，不易清理。
2、常规的高发泡或膨胀支架材料剪切强度低，不同企业对于剪切强度要求不同，如某主机厂企业标准是0.15MPa，另一主机厂企业标准是0.2-0.4MPa，其它主机厂企业标准也多在0.15-0.4之间，而现有技术中剪切强度通常只有0.1-0.5MPa。
3、目前广泛使用的发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)类发泡剂，该发泡剂特点是发气量大，但是能分解有害物质甲酰胺，既会污染环境，又会损害生产线工人身体健康。
4、目前各大主机厂的涂装车间烘烤温度在170-190℃，具体到车身立柱内部封闭结构中的温度只有150-160℃；而常规的膨胀支架材料的发泡温度范围是160-190℃，在实际生产过程中的150-160℃范围内无法发泡完全，造成车身立柱内填充不满；而填充不满既会降低粘结强度，容易脱落，又会降低隔音性能。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料及其生产工艺。
本发明的技术方案是：一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料，主要由以下重量份原料制备而成：
所述的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)是醋酸乙烯(VA)含量为18-28％、熔融指数为2-25范围的EVA树脂；优选VA含量为28％、熔融指数为6的EVA树脂。
改性丙烯酸酯类聚合物可以是酸酐改性丙烯酸酯类聚合物、马来酸酐改性丙烯酸酯类聚合物，也可以是其他化学改性(包括但不限于甲基丙烯酸缩水甘油酯类)；优选马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸丁酯聚合物。
发泡剂可以是4，4’-二磺酰肼二苯醚(OBSH)发泡剂。
交联剂可以是过氧化二异丙苯(DCP)，双叔丁基过氧化二异丙基苯(BIPB)，双氰胺等；优选BIPB。
促进剂可以是氧化锌，氧化镁，异辛酸锌，PN-23，PN-50等；优选氧化锌。
润滑剂可以是硬脂酸，硬脂酸锌等；优选硬脂酸。
抗氧剂可以是抗氧剂CA，抗氧剂264，抗氧剂1010，抗氧剂1076中的两种；优选抗氧剂264和抗氧剂1010。
填料可以是纳米钙，滑石粉，硫酸钙等；优选纳米钙。
所述材料的生产工艺包括以下步骤：
(1)密炼：将改性丙烯酸酯类聚合物放入密炼机内80-100℃密炼15-25min，加入EVA，密炼8-15min，加入发泡剂，润滑剂，促进剂，抗氧剂，填料，交联剂，全部加入后，在密炼机中密炼10-30min出料；
(2)挤出：趁热转入挤出机中进行挤出成条，挤出机温度为70-110℃，再进行风冷或者水浴冷却；
(3)切粒：将冷却后的挤出条送入切粒装置，可以得到直径为2-3mm，长度2-4mm的圆柱形颗粒(经过水浴冷却的须将颗粒干燥处理)；
(4)注塑：将步骤3得到的干燥颗粒送入注塑机中进行注塑，即得成品。
本发明的有益效果是：选用马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸酯类聚合物、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)、发泡剂、交联剂、促进剂、润滑剂、抗氧剂、填料等材料经过密炼、挤出等工序完全混合均匀，经过切粒得到大小均一的发泡颗粒，发泡颗粒可以长时间保存(2-4个月)；发泡颗粒硬度大，邵氏D型硬度计测得为41以上；在140-215℃内均能发泡良好，发泡后材料具有良好的隔音性能和粘结强度；注塑得到的产品与汽车钣金粘结性很好，剪切强度72MPa以上，剪切强度测试可以达到100％内聚破坏；耐腐蚀性好，耐候性好，以“80℃放置3小时，零下30℃放置3小时，50℃、95％RH放置15小时”为一个循环，五个循环后仍然可以达到100％内聚破坏；使用环保型发泡剂使得发泡过程无刺激性气味，降低了环境污染以及对操作人员健康的威胁。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例进行详细说明。在此需要说明的是，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料，主要由以下重量原料制备而成：
EVA树脂600g；马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸丁酯聚合物100g；OBSH发泡剂30g；氧化锌5g；BIPB 5g；硬脂酸5g；2g抗氧剂1010；2g抗氧剂264。
所述EVA是VA含量为28％、熔融指数为6的EVA树脂。
上述材料的生产工艺包括以下步骤：
(1)密炼：在80℃时先将100g马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸丁酯聚合物用密炼机密炼15min；待完全熔融后加入600g EVA继续密炼8min，然后加入30g OBSH发泡剂，5g硬脂酸，5g氧化锌，2g抗氧剂1010,2g抗氧剂264，5g交联剂BIPB，密炼10min；
(2)挤出：趁热转入挤出机中进行挤出成条，挤出机温度为70℃，再进行风冷；
(3)切粒：将冷却后的挤出条送入切粒装置，可以得到直径为2-3mm，长度2-4mm的圆柱形颗粒；
(4)注塑：将步骤3得到的干燥颗粒送入注塑机中进行注塑，即得成品。
注塑机中注塑成片材100*120mm，室温放置24小时后进行测试。
结果表明：发泡前硬度大(邵氏D型测得41)；在140℃-215℃均有较好的发泡效果；在160℃*20min发泡倍率为5倍；剪切强度为0.72MPa；发泡后膨胀支架材料泡孔均匀，隔音性能良好。
实施例2
一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料，主要由以下重量原料制备而成：
EVA树脂800g；马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸丁酯聚合物300g；OBSH发泡剂100g；氧化锌10g；DCP 15g；硬脂酸20g；10g抗氧剂1010；20g抗氧剂264；纳米钙150g。
所述EVA是VA含量为28％、熔融指数为6的EVA树脂。
上述材料的生产工艺包括以下步骤：
(1)密炼：在100℃时先将300g马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸丁酯聚合物用密炼机密炼25min；待完全熔融后加入800g EVA继续密炼15min，然后加入100g OBSH发泡剂，20g硬脂酸，10g氧化锌，10g抗氧剂1010，20g抗氧剂264，150g纳米钙，15g DCP，密炼30min；
(2)挤出：趁热转入挤出机中进行挤出成条，挤出机温度为110℃，再进行水浴冷却；
(3)切粒：将颗粒干燥处理，再将干燥后的挤出条送入切粒装置，得到直径为2-3mm，长度2-4mm的圆柱形颗粒；
(4)注塑：将步骤(3)得到的干燥颗粒送入注塑机中进行注塑，即得成品。
在注塑机中注塑成片材100*120mm，室温放置24小时后进行测试。
结果表明：发泡前硬度大(邵氏D型测得42)；在140℃-215℃均有较好的发泡效果；在215℃*20min发泡倍率为6.5倍；剪切强度为0.81MPa；发泡后膨胀支架材料泡孔均匀，隔音性能良好。
实施例3
一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料，主要由以下重量原料制备而成：
EVA树脂670g；马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸丁酯聚合物280g；OBSH发泡剂90g；氧化锌7g；BIPB 8g；硬脂酸10g；3g抗氧剂1010；4g抗氧剂264；3g炭黑；纳米钙30g。
所述EVA是VA含量为28％、熔融指数为6的EVA树脂。
上述材料的生产工艺包括以下步骤：
(1)密炼：在90℃时先将280g马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸丁酯聚合物用密炼机密炼20min；加入670g EVA继续密炼15min，然后加入90g OBSH发泡剂，10g硬脂酸，7g氧化锌，3g抗氧剂1010，4g抗氧剂264，3g纳米钙，8g BIPB，密炼30min；
(2)挤出：趁热转入挤出机中进行挤出成条，挤出机温度为85℃，再进行风冷；
(3)切粒：将冷却后的挤出条送入切粒装置，得到直径为2-3mm，长度2-4mm的圆柱形颗粒；
(4)注塑：将步骤(3)得到的干燥颗粒送入注塑机中进行注塑，即得成品。
在注塑机中注塑成片材100*120mm，室温放置24小时后进行测试。
结果表明：发泡前硬度大(邵氏D型测得45)；在140℃-215℃均有较好的发泡效果；在140℃*20min发泡倍率为5倍；剪切强度为0.78MPa；发泡后膨胀支架材料泡孔均匀，隔音性能良好。
在上述实施例1-3中，马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸丁酯聚合物可以替换成酸酐改性丙烯酸酯类聚合物、其它的马来酸酐改性丙烯酸酯类聚合物、其他化学改性丙烯酸酯类聚合物，也可以是它们的混合物。
以上对本发明的3个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的部分实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种改进和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等均应含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料，其特征在于，主要由以下重量份原料制备而成：
。
2.根据权利要求1所述的一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料，其特征在于，所述改性丙烯酸酯类聚合物是酸酐改性丙烯酸酯类聚合物、马来酸酐改性丙烯酸酯类聚合物、其他化学改性丙烯酸酯类聚合物中至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料，其特征在于，所述改性丙烯酸酯类聚合物是马来酸酐改性丙烯酸酯类聚合物。
4.根据权利要求3所述的一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料，其特征在于，所述改性丙烯酸酯类聚合物是马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸丁酯聚合物。
5.根据权利要求1所述的一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料，其特征在于，所述发泡剂是OBSH发泡剂。
6.根据权利要求1所述的一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料，其特征在于，所述抗氧剂是抗氧剂CA、抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076中至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料，其特征在于，所述抗氧剂是抗氧剂264和抗氧剂1010。
8.一种如权利要求1-7任一项所述汽车用高粘结强度的车身膨胀支架材料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)密炼：将改性丙烯酸酯类聚合物放入密炼机内80-100℃密炼15-25min，加入EVA，密炼8-15min，加入发泡剂，润滑剂，促进剂，抗氧剂，填料，交联剂，全部加入后，在密炼机中密炼10-30min出料；
步骤(2)挤出：趁热转入挤出机中进行挤出成条，再进行冷却；
步骤(3)切粒：将冷却后的挤出条送入切粒装置，可以得到直径为2-3mm，长度2-4mm的圆柱形颗粒；
步骤(4)注塑：将步骤3得到的干燥颗粒送入注塑机中进行注塑，即得成品。
9.根据权利要求8所述的一种膨胀支架材料的生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中冷却方法为风冷或水浴冷却。
10.根据权利要求8所述的一种膨胀支架材料的生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中挤出机的温度为70-110℃。
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