CN111423836A - 一种高发泡补强胶片 - Google Patents
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Abstract
为解决现有汽车补强胶片厚度固定,补强效果不够理想的问题,本发明提出一种高发泡补强胶片。所述补强胶片由以下质量份的各物质组成:端羧基液体丁腈橡胶1‑10;碳酸钙5‑50;海因环氧树脂10‑40;发泡剂1‑5;邻酞酸二丁酯5‑20;过氧化物硫化剂0.1‑1;固化剂1‑10。本发明势在于应用此补强胶片的补强胶片更轻,有利于推动汽车的轻量化。以及其微孔发泡能够增加补强胶片本身的强度,在发泡情况下,补强倍率还能达到5‑6倍。同时由于中孔结构的存在,阻尼减震效果更优良,以及微孔的存在可以分散环氧固化时补强胶片的应力,补强胶片应用时,有更好的随型性,不会使钢板产生变形。
Description
技术领域
本发明涉及汽车钢板补强材料技术领域,尤其涉及一种高发泡补强胶片。
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,又称为补强片,环氧结构片或环氧树脂补强板,主要用于车门、车 顶、引擎盖、行李箱盖等大面积钣金部位。可增强粘接部位的局部刚度,增加汽 车的使用寿命、提高汽车的使用安全性,减轻汽车的重量、减少汽车在行驶过程 中的能耗,提高燃油经济性,达到节能减排的作用。
目前市面上的补强胶片厚度都是固定的,对汽车轻量化的作用有限,补强倍 率效果不够理想,随着汽车轻量化发展的加速,迫切需要补强胶片在此领域进行 提高升级,更大限度的轻量化,高强度。
发明内容
为解决现有汽车补强胶片厚度固定,补强效果不够理想的问题,本发明提出 一种高发泡补强胶片。
本发明一种高发泡补强胶片,所述补强胶片由以下质量份的各物质组成:
进一步的,所述固化剂为二氰二胺。
进一步的,所述发泡剂为N,N'-二亚硝基五亚甲基四胺。
进一步的,所述补强胶片由以下质量份的各物质组成:
进一步的,所述海因环氧树脂的环氧值为0.2602mol/100g,平均分子量为 769。
进一步的,所述端羧基液体丁腈橡胶中丙烯腈的含量为15%。
本发明中,邻酞酸二丁酯替换传统的DOP增塑剂,使其与环氧树脂有更良 好的相容性,所以其补强倍率会更大一点,以海因环氧树脂替换传统的双酚A 环氧树脂,其温度对粘度的影响更小,有助于产品在不同温度下的施工性都能保 持一致。端羧基液体丁腈橡胶替代传统的丁腈橡胶,解决了发泡剂与环氧树脂相 容性不好的问题,同时提升了补强胶片的初始粘结力。以过氧化物硫化剂替换传 统的硫磺硫化剂,产品更环保。
本发明的补强胶片可进行发泡,发泡后的厚度能够增加1-2倍。其优势在于 应用此补强胶片的补强胶片更轻,有利于推动汽车的轻量化。以及其微孔发泡能 够增加补强胶片本身的强度,在发泡情况下,补强倍率还能达到5-6倍。同时由 于微孔结构的存在,阻尼减震效果更优良,以及微孔结构可以分散环氧树脂固化 时补强胶片的应力,产品应用时,不会使钢板产生变形,有更好的随型性。
附图说明
附图1为补强倍数试验示意图。
具体实施方式
实施例1
一种高发泡补强胶片,由以下质量份的各物质组成:
本实施例中海因环氧树脂的环氧值为0.2602mol/100g,平均分子量为769; 端羧基液体丁腈橡胶中丙烯腈的含量为15%。
实施例2
一种高发泡补强胶片,由以下质量份的各物质组成:
本实施例中海因环氧树脂的环氧值为0.2602mol/100g,平均分子量为769; 端羧基液体丁腈橡胶中丙烯腈的含量为15%。
实施例3
一种高发泡补强胶片,由以下质量份的各物质组成:
本实施例中海因环氧树脂的环氧值为0.2602mol/100g,平均分子量为769; 端羧基液体丁腈橡胶中丙烯腈的含量为15%。
实施例4
一种高发泡补强胶片,由以下质量份的各物质组成:
本实施例中海因环氧树脂的环氧值为0.2602mol/100g,平均分子量为769; 端羧基液体丁腈橡胶中丙烯腈的含量为15%。
实施例5
一种高发泡补强胶片,由以下质量份的各物质组成:
本实施例中海因环氧树脂的环氧值为0.2602mol/100g,平均分子量为769; 端羧基液体丁腈橡胶中丙烯腈的含量为15%。
将实施例1-5和3种不同型号的市售补强胶片作对比实验,测试补强胶片厚 度、补强倍率、膨胀率、初始粘结力、固含量和密度。
补强倍率测试方法:
1试板制备
a)制取DC04材质的150mm×25mm×0.8mm油面冷轧钢板为试片,分别 裁取纵向和竖向规格为150mm×25mm补强胶片铺贴在钢板上,用辊筒来回辊 压5次,压实;
b)将试板在170℃条件加热固化,在23℃±2℃,50%湿度的标准状态下放 置24h。
2试验步骤
固化后试板放置方向及底部支撑、压力头的位置如附图1所示,压力头半径 R1为(5±0.1)mm,底部支撑半径R2为(2±0.1)mm,压力头横向宽度>25mm。 对未铺贴补强胶片的空白试片以压头速度为5mm/min的速度施加压力,测定并 记录其位移2.5mm、5mm时及最大负荷值,精确至1N。
对按1步骤制备好的试板以5mm/min的速度施加压力,测定并记录其位移 2.5mm、5mm时及最大负荷值,精确至1N。
按下式计算补强倍数A,测试5组试板,计算平均值。
式中:
A——补强倍数;
B——空白试片在2.5mm、5mm挠度时负荷或最大弯曲负荷,N;
C——粘贴补强胶片后试板2.5mm、5mm挠度时负荷或最大弯曲负荷,N。
膨胀率测试方法:
用电子天平预先测出铝盘在空气中的质量(W1)及(20±1)℃蒸馏水中的 质量(W2)。在上述测定质量后的铝盘中央放置待测试样约2g,注意试料内避 免混进空气,称其质量(W3)和在(20±1)℃蒸馏水中的质量(W4)。然后 在4.2.2规定烘烤条件下烘烤后取出固化试样,在试验环境温度下放置1h,再测 定其在空气中的质量(W5)和(20±1)℃蒸馏水中的质量(W6)(W6因为膨 胀后吸水的缘故要求在5s之内读数)。按下式计算体积变化率V,以%为表示单 位记录体积变化率,注明收缩或膨胀。
V=((W4-W2)-(W3-W1)+(W5-W1)-(W6-W2))/((W3-W1)-(W4-W2))×100%
式中:W1-铝盘在空气中的质量,g;
W2-铝盘在水中的表观质量,g;
W3-铝盘和试料在空气中的质量,g;
W4-铝盘和试料在水中的表观质量,g;
W5-铝盘和试料在加热后的空气中的质量,g;
W6-铝盘和试料在加热后的水中的表观质量,g。
以3个试验结果的算术平均值作为测定结果。
密度测试方法:
在试验环境下,用电子天平预先测出铝盘在空气中的质量(W1)及(20±1)℃ 蒸馏水的质量(W2)。在上述测定的质量后的铝盘上粘贴试样约2g,注意试料内避 免混进空气,称其在空气中的质量(W3)和在(20±1)℃蒸馏水的质量(W4)。按下式 计算密度ρ:
ρ=(W3-W1)/((W3-W1)-(W4-W2))
式中:
ρ—密度,g/cm3;
W1—铝盘在空气中的质量,g;
W2—铝盘在水中的表观质量,g;
W3—铝盘和试料在空气中的质量,g;
m4—铝盘和试料在水中的表观质量,g。
以三个试验结果的算术平均值作为测定结果。
固含量:
除试验温度105℃±2℃,试验时间180min±5min,取样量约1.5g,其余按 GB/T2793规定进行。
初始粘接力:
试板制备:
制取符合4.1.2材质的200mm×25mm×0.8mm油面冷轧钢板为试片,将350mm ×25mm补强胶片铺贴在刚性试片上,试片与补强胶片粘接面积为150mm×25mm, 用辊筒来回赶压两次,然后室温放置30min,供测试使用。
制取符合4.1.2材质的200mm×25mm×0.8mm油面冷轧钢板为试片,将350mm ×25mm补强胶片连同试片放入4.1.4规定的低温冷冻箱,-5℃下放置60min以上, 随即在该环境温度下将补强胶片铺贴在刚性试片上,试片与补强胶片粘接面积为 150mm×25mm,用辊筒来回赶压两次,然后立即测试。
试验步骤:
按GB/T 2790规定进行测试,拉伸速度为100mm/min。每种环境条件测试3组 试板,计算平均值,取2位有效数字。
通过对比实验,测试所得补强倍率和膨胀率数据如下:
补强胶片越薄,重量越轻,越利于汽车轻量化,但在薄的初始厚度情况下想 达到高补强倍率一直是一个难题,而本发明专利完全解决了这个难题。
补强倍率越大对钢板的加强效果越好。高发泡倍率能够增加产品固化后的厚 度,从而增加补强倍率,同时保证钢板不变形。本发明采用端羧基液体丁腈橡胶 替换丁腈橡胶,因分子链的两端是活性官能团羧基。可与环氧树脂的环氧基团发 生反应,可提高产品本身的力学强度,从而达到增加补强倍率的效果。
从上述检测结果可知,本发明高发泡补强胶片比现有补强胶片更轻,有利于 推动汽车的轻量化发展,大量研究表明,在高分子材料中发泡产品的气泡孔径在 微米级,其力学强度远远高于不发泡的产品,这一原理在发泡补强胶片中同样适 用,因产品中存在大量微米级气孔,也提高产品本身的力学强度,增加了补强倍 率。在发泡情况下,补强倍率还能达到5-6倍。同时由于中孔结构的存在,阻尼 减震效果更优良,以及微孔的存在可以分散环氧固化时补强胶片的应力,补强胶 片应用时,有更好的随型性,不会使钢板产生变形。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域 的技术人员来说,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,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
2.根据权利要求1所述的高发泡补强胶片,其特征在于,所述固化剂为二氰二胺。
3.根据权利要求1所述的高发泡补强胶片,其特征在于,所述发泡剂为N,N'-二亚硝基五亚甲基四胺。
5.根据权利要求4所述的高发泡补强胶片,其特征在于,所述海因环氧树脂的环氧值为0.2602mol/100g,平均分子量为769。
6.根据权利要求4所述的高发泡补强胶片,其特征在于,所述端羧基液体丁腈橡胶中丙烯腈的含量为15%。
7.根据权利要求5所述的高发泡补强胶片,其特征在于,所述端羧基液体丁腈橡胶中丙烯腈的含量为15%。
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