CN107556927A - 一种补强胶片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种补强胶片，属于汽车钢板增强技术领域。本发明是由隔离层和补强层复合而成；所述补强层是由以下重量份数的原料组成：30～50份环氧树脂，3～5份石油树脂，4～6份固化剂，20～30份共混橡胶，10～15份填料，1～3份硫磺，1～3份促进剂，1～3份防老剂，2～4份增塑剂；所述填料由改性玻璃纤维与膨胀石墨混合而成；其中，所述改性玻璃纤维制备步骤为：将纳米二氧化硅，硅烷偶联剂KH‑560等混合后，过滤、洗涤和干燥后，分散于无水乙醇中，得改性纳米二氧化硅分散液，将玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液混合浸渍，干燥即可。本发明制备的补强胶片与钢板的粘结力好，不易脱落，且具有较佳的补强效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种补强胶片，属于汽车钢板增强技术领域。
背景技术
随着科技的发展，汽车品质的不断提高，汽车正朝着高速、轻量、节能和舒适的方向发展，因而汽车对NVH性能（汽车的噪声（Noise）、振动（Vibration）、声振粗糙度（Harshness））的要求也越来越高，目前汽车轻量化的发展趋势使得汽车车身的结构发生改变，如外板薄壁化，结构件中空化等，该现象将影响汽车的NVH性能，并且其安全隐患将对乘员造成伤害。为了解决这种以达到节能减耗目的而使用薄钢板作为车身材料，减轻车身重量，导致车身的机械强度不高的问题，可车身钢板局部使用补强胶片，来增强车身的抗冲击能力。
补强胶片是一种多层复合材料，上层为玻璃纤维布或金属薄板骨架材料，中间为基体树脂组合物，作为粘结层，底层为隔离纸。其中，中间层采用的基体树脂组合物主要包括合成橡胶、PVC树脂、环氧树脂、补强填料、固化剂硫化剂等功能助剂。这种复合材料可根据需要制成各种几何尺寸和形状供顾客使用。使用时揭去隔离纸，将其贴附于需补强车身钢板的表面，经电泳烘烤工序之后，粘接层固化变硬，骨架材料、粘结层与钢材形成三文治结构的复合结构，从而增加钢板刚性、抗弯强度和冲击性能。但是该类产品存在以下缺点：补强胶片在高温固化时会产生大量的气体，导致中间层基体树脂与上层玻璃纤维产生部分分离现象，降低补强效果，同时其与钢板的粘附性能较差，易脱落，影响补强效果。
因此，现有补强胶片与钢板的粘附性差，补强效果不佳，是本领域技术人员解决的重要问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有补强胶片与钢板的粘附性能差，补强效果不佳的问题，提供了一种补强胶片。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种补强胶片：由隔离层和补强层复合而成；
所述补强层是由以下重量份数的原料组成：30～50份环氧树脂，3～5份石油树脂，4～6份固化剂，20～30份共混橡胶，10～15份填料，1～3份硫磺，1～3份促进剂，1～3份防老剂，2～4份增塑剂；
所述填料由改性玻璃纤维与膨胀石墨按质量比为10:1～20:1混合而成；其中，所述改性玻璃纤维具体制备步骤为：按重量份数计，依次取10～30份纳米二氧化硅，10～20份硅烷偶联剂KH-560和100～150份乙醇溶液，恒温搅拌反应后，过滤、洗涤和干燥，得改性纳米二氧化硅，再将改性纳米二氧化硅分散于无水乙醇中，得改性纳米二氧化硅分散液，随后按质量比为1:10～1:20将玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液混合浸渍，再经干燥，得改性玻璃纤维；
所述补强胶片具体制备步骤为：
（1）将环氧树脂、石油树脂与固化剂混合均匀，得混合树脂液；
（2）将共混橡胶在开炼机上进行塑炼，再依次加入填料、硫磺、促进剂、防老剂和增塑剂，混炼均匀后调整开炼机温度至60～65℃，再加入混合树脂液进行混炼，随后压延成片，再与隔离层复合，即得补强胶片。
所述隔离层为隔离纸。
所述环氧树脂为环氧树脂E-44、环氧树脂E-55或环氧树脂E-33中的任意一种。
所述石油树脂为C5石油树脂或C9石油树脂中的任意一种。
所述固化剂为双氰双胺或脂肪二胺中的任意一种。
所述共混橡胶由以下重量份数的橡胶共混而成：10～30份丁基橡胶，10～20份丁腈橡胶，20～30份天然橡胶。
所述促进剂为促进剂TMTD，促进剂M或促进剂ZDMC中的任意一种。
所述防老剂为防老剂288、防老剂RD和微晶蜡按质量比为1:1:1复配而成。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯或环氧硬脂酸辛酯中的任意一种。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过在玻璃纤维表面浸渍吸附经硅烷偶联剂改性处理后的纳米二氧化硅，利用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行表面处理，以降低纳米二氧化硅表面能，有利于纳米二氧化硅在玻璃纤维表面有效分散吸附，从而提高玻璃纤维表面的粗糙度，在后续加热固化过程中，体系中的线性和网状的高分子结构可将改性玻璃纤维缠绕固定于体系中，提高橡胶、环氧树脂等高分子材料与填料之间的结合程度，提高补强效果，避免在加工过程中出现补强填料与基体树脂出现分离现象；
（2）本发明技术方案在环氧树脂体系中添加少量石油树脂，提高环氧树脂的初粘力和改善环氧树脂对填料的润湿性，初粘力的提高，有利于产品前期在钢板表面的粘附，避免产品脱落，另外，对填料润湿性的改善可提高填料与基体树脂的相容性，从而进一步提高填料对产品的补强效果。
具体实施方式
按重量份数计，依次取10～30份纳米二氧化硅，10～20份硅烷偶联剂KH-560和100～150份质量分数为30～50%乙醇溶液，倒入反应釜中，于温度为55～60℃，转速为400～600r/min条件下，恒温搅拌反应2～4h后，过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼3～5次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得改性纳米二氧化硅，再将改性纳米二氧化硅与无水乙醇按质量比为1:80～1:90混合倒入烧杯中，并将烧杯移入超声分散仪，于超声频率为40～50kHz条件下超声分散45～60min，得改性纳米二氧化硅分散液，随后按质量比为1:10～1：20将直径为80～100μm的连续玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液混合后，于温度为45～55℃条件下，浸渍30～60min，再将浸渍后的玻璃纤维取出，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得改性玻璃纤维；随后将改性玻璃纤维与膨胀石墨按质量比为10:1～20:1加入球磨机中，球磨混合20～30min，出料，得填料；再按重量份数计，依次取30～50份环氧树脂，3～5份石油树脂，4～6份固化剂，20～30份共混橡胶，10～15份填料，1～3份硫磺，1～3份促进剂，1～3份防老剂，2～4份增塑剂，先将环氧树脂、石油树脂和固化剂倒入混料机中，以200～400r/min转速搅拌混合30～45min，出料，得混合树脂液，再将共混橡胶在开炼机上塑炼5～10min后，依次加入填料、硫磺、促进剂、防老剂和增塑剂，继续混炼10～15min后，调整开炼机温度至60～65℃，再加入混合树脂液混炼10～15min，随后压延成片，并与隔离纸热压复合，即得补强胶片。所述环氧树脂为环氧树脂E-44、环氧树脂E-55或环氧树脂E-33中的任意一种。所述石油树脂为C5石油树脂或C9石油树脂中的任意一种。所述固化剂为双氰双胺或脂肪二胺中的任意一种。所述共混橡胶由以下重量份数的橡胶共混而成：10～30份丁基橡胶，10～20份丁腈橡胶，20～30份天然橡胶。所述促进剂为促进剂TMTD，促进剂M或促进剂ZDMC中的任意一种。所述防老剂为防老剂288、防老剂RD和微晶蜡按质量比为1:1:1复配而成。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯或环氧硬脂酸辛酯中的任意一种。
实例1
按重量份数计，依次取30份纳米二氧化硅，20份硅烷偶联剂KH-560和150份质量分数为50%乙醇溶液，倒入反应釜中，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应4h后，过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得改性纳米二氧化硅，再将改性纳米二氧化硅与无水乙醇按质量比为1:90混合倒入烧杯中，并将烧杯移入超声分散仪，于超声频率为50kHz条件下超声分散60min，得改性纳米二氧化硅分散液，随后按质量比为1:20将直径为100μm的连续玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液混合后，于温度为55℃条件下，浸渍60min，再将浸渍后的玻璃纤维取出，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得改性玻璃纤维；随后将改性玻璃纤维与膨胀石墨按质量比为20:1加入球磨机中，球磨混合30min，出料，得填料；再按重量份数计，依次取50份环氧树脂E-44，5份C5石油树脂，6份双氰双胺，30份共混橡胶，15份填料，3份硫磺，3份促进剂TMTD，3份防老剂，4份邻苯二甲酸二辛酯，先将环氧树脂E-44、C5石油树脂和双氰双胺倒入混料机中，以400r/min转速搅拌混合45min，出料，得混合树脂液，再将共混橡胶在开炼机上塑炼10min后，依次加入填料、硫磺、促进剂TMTD、防老剂和邻苯二甲酸二辛酯，继续混炼15min后，调整开炼机温度至65℃，再加入混合树脂液混炼15min，随后压延成片，并与隔离纸热压复合，即得补强胶片。所述共混橡胶由以下重量份数的橡胶共混而成：30份丁基橡胶，20份丁腈橡胶，30份天然橡胶。所述防老剂为防老剂288、防老剂RD和微晶蜡按质量比为1:1:1复配而成。
实例2
将直径为100μm的连续玻璃纤维与膨胀石墨按质量比为20:1加入球磨机中，球磨混合30min，出料，得填料；再按重量份数计，依次取50份环氧树脂E-44，5份C5石油树脂，6份双氰双胺，30份共混橡胶，15份填料，3份硫磺，3份促进剂TMTD，3份防老剂，4份邻苯二甲酸二辛酯，先将环氧树脂E-44、C5石油树脂和双氰双胺倒入混料机中，以400r/min转速搅拌混合45min，出料，得混合树脂液，再将共混橡胶在开炼机上塑炼10min后，依次加入填料、硫磺、促进剂TMTD、防老剂和邻苯二甲酸二辛酯，继续混炼15min后，调整开炼机温度至65℃，再加入混合树脂液混炼15min，随后压延成片，并与隔离纸热压复合，即得补强胶片。所述共混橡胶由以下重量份数的橡胶共混而成：30份丁基橡胶，20份丁腈橡胶，30份天然橡胶。所述防老剂为防老剂288、防老剂RD和微晶蜡按质量比为1:1:1复配而成。
实例3
按重量份数计，依次取30份纳米二氧化硅，20份硅烷偶联剂KH-560和150份质量分数为50%乙醇溶液，倒入反应釜中，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应4h后，过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得改性纳米二氧化硅，再将改性纳米二氧化硅与无水乙醇按质量比为1:90混合倒入烧杯中，并将烧杯移入超声分散仪，于超声频率为50kHz条件下超声分散60min，得改性纳米二氧化硅分散液，随后按质量比为1:20将直径为100μm的连续玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液混合后，于温度为55℃条件下，浸渍60min，再将浸渍后的玻璃纤维取出，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得改性玻璃纤维；随后将改性玻璃纤维与膨胀石墨按质量比为20:1加入球磨机中，球磨混合30min，出料，得填料；再按重量份数计，依次取50份环氧树脂E-44，6份双氰双胺，30份共混橡胶，15份填料，3份硫磺，3份促进剂TMTD，3份防老剂，4份邻苯二甲酸二辛酯，先将环氧树脂E-44、双氰双胺倒入混料机中，以400r/min转速搅拌混合45min，出料，得混合树脂液，再将共混橡胶在开炼机上塑炼10min后，依次加入填料、硫磺、促进剂TMTD、防老剂和邻苯二甲酸二辛酯，继续混炼15min后，调整开炼机温度至65℃，再加入混合树脂液混炼15min，随后压延成片，并与隔离纸热压复合，即得补强胶片。所述共混橡胶由以下重量份数的橡胶共混而成：30份丁基橡胶，20份丁腈橡胶，30份天然橡胶。所述防老剂为防老剂288、防老剂RD和微晶蜡按质量比为1:1:1复配而成。
对照例：徐水县某橡塑制品有限公司生产的补强胶片。
将实例及对照例的补强胶片进行检测，具体检测如下：
1.粘结力测试：取规格为200mm×25mm的钢板，将钢板清洁干净后，将规格为400mm×25mm的补强胶片去除隔离纸后平铺贴在钢板上，使得钢板和补强胶片基体的粘结面积为200mm×25mm，用辊筒来回辊压7次，室温放置30min后，利用万能试验机进行粘结力测试，控制拉伸速度为100mm/min；
2.钢板弯曲强度测试：按照日产NESM8451《汽车薄板补强材料标准》进行检测。
具体检测结果见表1。
表1
由表1可知，本发明制备的补强胶片与钢板的粘结力好，不易脱落，且具有较好的补强效果。
Claims (9)
1.一种补强胶片，其特征在于：由隔离层和补强层复合而成；
所述补强层是由以下重量份数的原料组成：30～50份环氧树脂，3～5份石油树脂，4～6份固化剂，20～30份共混橡胶，10～15份填料，1～3份硫磺，1～3份促进剂，1～3份防老剂，2～4份增塑剂；
所述填料由改性玻璃纤维与膨胀石墨按质量比为10:1～20:1混合而成；其中，所述改性玻璃纤维具体制备步骤为：按重量份数计，依次取10～30份纳米二氧化硅，10～20份硅烷偶联剂KH-560和100～150份乙醇溶液，恒温搅拌反应后，过滤、洗涤和干燥，得改性纳米二氧化硅，再将改性纳米二氧化硅分散于无水乙醇中，得改性纳米二氧化硅分散液，随后按质量比为1:10～1:20将玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液混合浸渍，再经干燥，得改性玻璃纤维；
所述补强胶片具体制备步骤为：
（1）将环氧树脂、石油树脂与固化剂混合均匀，得混合树脂液；
（2）将共混橡胶在开炼机上进行塑炼，再依次加入填料、硫磺、促进剂、防老剂和增塑剂，混炼均匀后调整开炼机温度至60～65℃，再加入混合树脂液进行混炼，随后压延成片，再与隔离层复合，即得补强胶片。
2.根据权利要求1所述的一种补强胶片，其特征在于：所述隔离层为隔离纸。
3.根据权利要求1所述的一种补强胶片，其特征在于：所述环氧树脂为环氧树脂E-44、环氧树脂E-55或环氧树脂E-33中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种补强胶片，其特征在于：所述石油树脂为C5石油树脂或C9石油树脂中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种补强胶片，其特征在于：所述固化剂为双氰双胺或脂肪二胺中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种补强胶片，其特征在于：所述共混橡胶由以下重量份数的橡胶共混而成：10～30份丁基橡胶，10～20份丁腈橡胶，20～30份天然橡胶。
7.根据权利要求1所述的一种补强胶片，其特征在于：所述促进剂为促进剂TMTD，促进剂M或促进剂ZDMC中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种补强胶片，其特征在于：所述防老剂为防老剂288、防老剂RD和微晶蜡按质量比为1:1:1复配而成。
9.根据权利要求1所述的一种补强胶片，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯或环氧硬脂酸辛酯中的任意一种。
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