CN113581112A - 一种汽车防撞横梁总成及其制作方法 - Google Patents

一种汽车防撞横梁总成及其制作方法 Download PDF

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CN113581112A CN202111042058.9A CN202111042058A CN113581112A CN 113581112 A CN113581112 A CN 113581112A CN 202111042058 A CN202111042058 A CN 202111042058A CN 113581112 A CN113581112 A CN 113581112A
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吴乐良
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Abstract

本发明公开了一种汽车防撞横梁总成及其制作方法，包括防撞横梁本体和设置在防撞横梁本体一侧的两个吸能盒；防撞横梁本体包括弧形防撞横梁和直板防撞横梁，弧形防撞横梁与直板防撞横梁的前侧两端固定连接，直板防撞横梁的后侧两端设置有两处凹槽，凹槽内侧与弹性体的一端连接，弹性体的另一端与吸能盒连接。本发明设计的汽车防撞横梁总成具有较好的强度和韧性，能够在汽车发生碰撞时起到较好的缓冲作用，从而减轻碰撞对车身的破坏。在设计方面，一方面，本发明从结构上增加了弹性体，用于吸收并缓冲防撞梁的受力，另一方面，本发明还从防撞横梁总成的材料方面进行了改进，得到了一种具有较强的力学性能和韧性的防撞材料。

Description

一种汽车防撞横梁总成及其制作方法
技术领域
本发明涉及汽车配件领域，具体涉及一种汽车防撞横梁总成及其制作方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，汽车已成为非常普遍的交通工具，在汽车给人们的生活带来方便的同时，交通事故的发生日益增多，给人们的生命安全和财产带来极大的损失。汽车防撞横梁总成是汽车被动安全系统中的重要组成部分，能够吸收汽车碰撞过程中的能量，起到保护车内人员安全的作用。汽车防撞横梁总成主要包括防撞横梁本体以及设置在防撞横梁本体两端的吸能盒。
现有汽车防撞横梁总成的防撞横梁本体和吸能盒通常采用碳纤维增强树脂基复合材料制作。碳纤维增强树脂基复合材料主要以碳纤维和基体树脂作为基本原料，由于碳纤维浸润在基体树脂中，界面之间的相对作用力较弱，多层碳纤维互相叠加时，相邻的碳纤维层之间容易发生相对滑移，影响防撞横梁总成的强度。
发明内容
针对现有技术中存在的碳纤维增强树脂基防撞横梁强度不足的问题，本发明的目的是提供一种汽车防撞横梁总成及其制作方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
第一方面，本发明公开了一种汽车防撞横梁总成，包括防撞横梁本体和设置在防撞横梁本体一侧的两个吸能盒；防撞横梁本体包括弧形防撞横梁和直板防撞横梁，弧形防撞横梁与直板防撞横梁的前侧两端固定连接，直板防撞横梁的后侧两端设置有两处凹槽，凹槽内侧与弹性体的一端连接，弹性体的另一端与吸能盒连接。
优选地，所述弧形防撞横梁为中间设置有弧形凸起的直板结构。
优选地，所述弧形防撞横梁与所述直板防撞横梁卡扣式连接或螺栓式连接。
优选地，所述吸能盒包括上下设置的第一凸块和第二凸块，第一凸块和第二凸块一体成型，第一凸块与所述凹槽相互配合且第一凸块沿着凹槽的内壁滑动，第一凸块有一部分卡接在凹槽的内部。
优选地，所述防撞横梁本体和所述吸能盒的材质为改性聚苯硫醚，改性聚苯硫醚按照重量份数计算，包括以下成分：
聚苯硫醚100份、改性聚氨酯/硅酸钪复合物10～20份、热稳定剂3～5份和抗氧化剂2～4份。
优选地，所述改性聚氨酯/硅酸钪复合物的制备方法为：
S1.称取2-甲基-吡咯啉加入至二氯甲烷中，充分混合后，依次加入苛性钠和纯碱，再次充分混合后，加入苄基三乙基氯化铵，升温至55～60℃，回流冷凝并搅拌反应4～6h，自然冷却至室温后，过滤并收集液体，将收集的液体依次进行水洗、干燥除水、减压蒸馏和过柱提纯，得到吡咯啉化合物；其中，2-甲基-吡咯啉、苛性钠、纯碱、苄基三乙基氯化铵和二氯甲烷的质量比为1:4.2～6.5:3.6～5.4:0.12～0.15:15～20；
S2.将吡咯啉化合物与N,N-二甲基甲酰胺混合均匀，再加入硅酸钪，超声处理均匀后，置于反应釜内，升温至120～150℃，密闭处理6～8h后，自然冷却至室温后，过滤并收集固体，将收集的固体依次使用纯水和乙醇洗涤，真空干燥，得到改性硅酸钪；其中，吡咯啉化合物、硅酸钪与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:1.2～1.8:6～10；
S3.将甲苯二异氰酸酯和聚甘油加入至N,N-二甲基甲酰胺中，充分混合后，再加入改性硅酸钪，再次充分混合后，升温至75～85℃，回流冷凝并搅拌反应2～4h，之后降温至65～75℃，加入二月桂酸二丁基锡，搅拌反应1～2h，继续降温至55～65℃，加入丁二醇，搅拌反应2～4h，降温至室温，再加入三乙胺，搅拌反应0.5～1h，过滤收集固体，将收集的固体依次进行醇洗和干燥处理，得到改性聚氨酯/硅酸钪复合物；其中，甲苯二异氰酸酯、聚甘油与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.5～0.8:4～6，二月桂酸二丁基锡、丁二醇、三乙胺与甲苯二异氰酸酯的质量比为0.01～0.05:0.08～0.1:0.05～0.09:1，改性硅酸钪与甲苯二异氰酸酯的质量比为1:0.2～0.5。
优选地，所述热稳定剂为丁基硫醇锡、双丁基二氯化锡、双丁基氧化锡中的任意一种。
优选地，所述抗氧化剂为抗氧剂1010或抗氧剂1035。
优选地，所述硅酸钪的制备方法为：
P1.称取三氧化二钪与0.1～0.3mol/L的硫酸溶液混合，升温至50～60℃，搅拌至完全溶解后，降温至室温，继续搅拌至结晶体不再增加为止，过滤出结晶体并使用纯水清洗至中性，干燥后得到三氧化二钪晶体；其中，三氧化二钪与硫酸溶液的质量比为1:6～8；
P2.将三氧化二钪晶体与去离子水混合均匀后，边搅拌边滴加正硅酸乙酯的乙醇溶液，滴加完毕后继续搅拌8～12h，得到混合凝胶产物；其中，三氧化二钪晶体、去离子水与正硅酸乙酯的乙醇溶液的质量比为1:5～8:2～3；正硅酸乙酯的乙醇溶液中，正硅酸乙酯与乙醇的质量比为1:3～5；
P3.将混合凝胶产物在55～65℃下干燥后再置于马弗炉中，升温至1000～1100℃焙烧6～8h，之后冷却至室温，再升温至1500～1600℃焙烧5～7h，粉碎至粒径为50～100nm的粉末，得到硅酸钪。
第二方面，本发明还公开了一种汽车防撞横梁总成的制作方法，包括以下步骤：
步骤1，按量称取所述聚苯硫醚、所述改性聚氨酯/硅酸钪复合物、所述热稳定剂和所述抗氧化剂置于烘箱中干燥处理，备用；
步骤2，将步骤1干燥后的聚苯硫醚、改性聚氨酯/硅酸钪复合物、热稳定剂和抗氧化剂混合至混炼机中，在160～180℃的条件下混炼15～20min后硫化处理，然后置于挤出机中挤出造粒，得到改性聚苯硫醚；
步骤3，将改性聚苯硫醚经过预热软化后置于模具中，加压成型后冷却脱模，制备得到所述弧形防撞横梁、所述直板防撞横梁和所述吸能盒；
步骤4，将弧形防撞横梁与直板防撞横梁的两端固定连接形成所述防撞横梁本体，然后将弹性体的一端安装在直板防撞横梁上的所述凹槽内，之后再将吸能盒安装在弹性体的另一端上，即完成汽车防撞横梁总成的制作。
优选地，所述步骤3中，预热软化的温度为310～330℃，模具温度为140～160℃。
本发明的有益效果为：
本发明设计了一种汽车防撞横梁总成，该汽车防撞横梁总成具有较好的强度和韧性，能够在汽车发生碰撞时起到较好的缓冲作用，从而减轻碰撞对车身的破坏。在设计方面，一方面，本发明从结构上增加了弹性体，用于吸收并缓冲防撞梁的受力，另一方面，本发明还从防撞横梁总成的材料方面进行了改进，得到了一种具有较强的力学性能和韧性的防撞材料。
本发明在防撞横梁本体与吸能盒之间设置了弹性体，在防撞横梁本体收到较强的碰撞力时，弹性体能够吸收一部分能量后再传至吸能盒，该设计能够在一定程度上减轻碰撞所产生的不良后果。
本发明还从材料上对防撞横梁本体与吸能盒进行了改性设计，使用的材料是基于聚苯硫醚的改性聚苯硫醚。本发明所制备的改性聚苯硫醚不仅具有高强度、韧性好、耐冲击、耐磨、耐油等优点，非常适合作为汽车防撞材料使用。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明一种汽车防撞横梁总成的结构示意图；
附图标记：防撞横梁本体1、吸能盒2、弧形防撞横梁3、直板防撞横梁4、凹槽5、弹性体6、第一凸块7和第二凸块8。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
聚苯硫醚(PPS)是一种高性能热塑性树脂，具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。聚苯硫醚虽具有一系列优良性能，但存在材料较脆、耐冲击性能较差、加工成型性有待改进等缺点，这些缺点限制了其作为防撞材料的应用。而聚氨酯作为一种高韧性、低密度、介电常数小的材料，理论上是很适合作为聚苯硫醚韧性改性的，但由于聚氨酯本身耐热性差、耐水性差，所以在实际应用中，聚苯硫醚与聚氨酯的复合物的韧性方面虽然有一定的提升，但在耐热性、耐水性和力学强度方面却得到削弱，已经不适合作为汽车的防撞材料使用。
本发明在聚苯硫醚中添加了改性聚氨酯/硅酸钪复合物，该复合物是有机材料和无机材料的复合结构，使用该复合物参与改性聚苯硫醚的制备后，经过检测，发现其在增加聚苯硫醚韧性的同时，还能保持其力学强度。因此，本发明即使不需要添加增塑剂仍然能够具有较好的韧性，且能够在保持韧性的同时还能够保持较好的力学强度。
改性聚氨酯/硅酸钪复合物的制备过程为：先将硅酸钪使用吡咯啉化合物进行改性，改性后的硅酸钪表面含有较多的吡咯啉键，之后使用甲苯二异氰酸酯和聚甘油作为反应物在硅酸钪的表面进行原位聚合，使硅酸钪被生成的聚氨酯包裹，从而形成壳核结构。在此过程中，之所以使用吡咯啉化合物对硅酸钪进行改性，原因有三点：第一，吡咯啉的N原子上接入烷基(乙基)基团修饰从而形成较强的络合物，与硅酸钪高温水热处理后，吸附在硅酸钪的表面，使硅酸钪得到活化；第二，原位聚合形成聚氨酯的过程中，吡咯啉化合物能够掺和在聚氨酯中，从而与聚氨酯形成交联，使聚氨酯能够更加稳固的存在于硅酸钪的表面；第三，本发明在通过检测性能后发现，合成的改性聚苯硫醚材料整体的性能表现优异，原因可能是吡咯啉化合物掺于聚氨酯中后，增强了聚氨酯的耐高温性和耐水性，从而使最终合成的改性聚苯硫醚具有更好的性能。
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种汽车防撞横梁总成，如图1所示，包括防撞横梁本体1和设置在防撞横梁本体1一侧的两个吸能盒2；防撞横梁本体1包括弧形防撞横梁3和直板防撞横梁4，弧形防撞横梁3与直板防撞横梁4的前侧两端固定连接，直板防撞横梁4的后侧两端设置有两处凹槽5，凹槽5内侧与弹性体6的一端连接，弹性体6的另一端与吸能盒2连接，弧形防撞横梁3为中间设置有弧形凸起的直板结构，弧形防撞横梁3与直板防撞横梁4螺栓式连接。吸能盒2包括上下设置的第一凸块7和第二凸块8，第一凸块7和第二凸块8一体成型，第一凸块7与凹槽5相互配合且能够沿着凹槽5的内壁滑动，第一凸块7有一部分卡接在凹槽5的内部。
防撞横梁本体1和吸能盒2的材质为改性聚苯硫醚，改性聚苯硫醚按照重量份数计算，包括以下成分：
聚苯硫醚100份、改性聚氨酯/硅酸钪复合物15份、双丁基二氯化锡4份和抗氧剂1010 3份。
改性聚氨酯/硅酸钪复合物的制备方法为：
S1.称取2-甲基-吡咯啉加入至二氯甲烷中，充分混合后，依次加入苛性钠和纯碱，再次充分混合后，加入苄基三乙基氯化铵，升温至58℃，回流冷凝并搅拌反应5h，自然冷却至室温后，过滤并收集液体，将收集的液体依次进行水洗、干燥除水、减压蒸馏和过柱提纯，得到吡咯啉化合物；其中，2-甲基-吡咯啉、苛性钠、纯碱、苄基三乙基氯化铵和二氯甲烷的质量比为1:5.4:4.8:0.13:18；
S2.将吡咯啉化合物与N,N-二甲基甲酰胺混合均匀，再加入硅酸钪，超声处理均匀后，置于反应釜内，升温至135℃，密闭处理7h后，自然冷却至室温后，过滤并收集固体，将收集的固体依次使用纯水和乙醇洗涤，真空干燥，得到改性硅酸钪；其中，吡咯啉化合物、硅酸钪与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:1.5:8；
S3.将甲苯二异氰酸酯和聚甘油加入至N,N-二甲基甲酰胺中，充分混合后，再加入改性硅酸钪，再次充分混合后，升温至80℃，回流冷凝并搅拌反应3h，之后降温至70℃，加入二月桂酸二丁基锡，搅拌反应1.5h，继续降温至60℃，加入丁二醇，搅拌反应3h，降温至室温，再加入三乙胺，搅拌反应0.8h，过滤收集固体，将收集的固体依次进行醇洗和干燥处理，得到改性聚氨酯/硅酸钪复合物；其中，甲苯二异氰酸酯、聚甘油与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.6:5，二月桂酸二丁基锡、丁二醇、三乙胺与甲苯二异氰酸酯的质量比为0.03:0.09:0.07:1，改性硅酸钪与甲苯二异氰酸酯的质量比为1:0.4。
、硅酸钪的制备方法为：
P1.称取三氧化二钪与0.2mol/L的硫酸溶液混合，升温至50～60℃，搅拌至完全溶解后，降温至室温，继续搅拌至结晶体不再增加为止，过滤出结晶体并使用纯水清洗至中性，干燥后得到三氧化二钪晶体；其中，三氧化二钪与硫酸溶液的质量比为1:7；
P2.将三氧化二钪晶体与去离子水混合均匀后，边搅拌边滴加正硅酸乙酯的乙醇溶液，滴加完毕后继续搅拌10h，得到混合凝胶产物；其中，三氧化二钪晶体、去离子水与正硅酸乙酯的乙醇溶液的质量比为1:6:2.5；正硅酸乙酯的乙醇溶液中，正硅酸乙酯与乙醇的质量比为1:4；
P3.将混合凝胶产物在60℃下干燥后再置于马弗炉中，升温至1050℃焙烧7h，之后冷却至室温，再升温至1550℃焙烧6h，粉碎至粒径为50～100nm的粉末，得到硅酸钪。
上述汽车防撞横梁总成的制作方法，包括以下步骤：
步骤1，按量称取聚苯硫醚、改性聚氨酯/硅酸钪复合物、双丁基二氯化锡和抗氧剂1010置于烘箱中干燥处理，备用；
步骤2，将步骤1干燥后的聚苯硫醚、改性聚氨酯/硅酸钪复合物、双丁基二氯化锡和抗氧剂1010混合至混炼机中，在170℃的条件下混炼18min后硫化处理，然后置于挤出机中挤出造粒，得到改性聚苯硫醚；
步骤3，将改性聚苯硫醚经过预热软化后置于模具中，加压成型后冷却脱模，制备得到弧形防撞横梁3、直板防撞横梁4和吸能盒2；其中，预热软化的温度为320℃，模具温度为150℃；
步骤4，将弧形防撞横梁3与直板防撞横梁4的两端固定连接形成防撞横梁本体1，然后将弹性体6的一端安装在直板防撞横梁4上的凹槽5内，之后再将吸能盒2安装在弹性体6的另一端上，即完成汽车防撞横梁总成的制作。
实施例2
一种汽车防撞横梁总成，结构与实施例1相同，区别在于：
弧形防撞横梁3与直板防撞横4卡扣式连接。
防撞横梁本体1和吸能盒2的材质为改性聚苯硫醚，改性聚苯硫醚按照重量份数计算，包括以下成分：
聚苯硫醚100份、改性聚氨酯/硅酸钪复合物10份、丁基硫醇锡3份和抗氧剂1010 2份。
改性聚氨酯/硅酸钪复合物的制备方法为：
S1.称取2-甲基-吡咯啉加入至二氯甲烷中，充分混合后，依次加入苛性钠和纯碱，再次充分混合后，加入苄基三乙基氯化铵，升温至55℃，回流冷凝并搅拌反应4h，自然冷却至室温后，过滤并收集液体，将收集的液体依次进行水洗、干燥除水、减压蒸馏和过柱提纯，得到吡咯啉化合物；其中，2-甲基-吡咯啉、苛性钠、纯碱、苄基三乙基氯化铵和二氯甲烷的质量比为1:4.2:3.6:0.12:15；
S2.将吡咯啉化合物与N,N-二甲基甲酰胺混合均匀，再加入硅酸钪，超声处理均匀后，置于反应釜内，升温至120℃，密闭处理6h后，自然冷却至室温后，过滤并收集固体，将收集的固体依次使用纯水和乙醇洗涤，真空干燥，得到改性硅酸钪；其中，吡咯啉化合物、硅酸钪与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:1.2:6；
S3.将甲苯二异氰酸酯和聚甘油加入至N,N-二甲基甲酰胺中，充分混合后，再加入改性硅酸钪，再次充分混合后，升温至75℃，回流冷凝并搅拌反应2h，之后降温至65℃，加入二月桂酸二丁基锡，搅拌反应1h，继续降温至55℃，加入丁二醇，搅拌反应2h，降温至室温，再加入三乙胺，搅拌反应0.5h，过滤收集固体，将收集的固体依次进行醇洗和干燥处理，得到改性聚氨酯/硅酸钪复合物；其中，甲苯二异氰酸酯、聚甘油与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.5:4，二月桂酸二丁基锡、丁二醇、三乙胺与甲苯二异氰酸酯的质量比为0.01:0.08:0.05:1，改性硅酸钪与甲苯二异氰酸酯的质量比为1:0.2。
硅酸钪的制备方法为：
P1.称取三氧化二钪与0.1mol/L的硫酸溶液混合，升温至50～60℃，搅拌至完全溶解后，降温至室温，继续搅拌至结晶体不再增加为止，过滤出结晶体并使用纯水清洗至中性，干燥后得到三氧化二钪晶体；其中，三氧化二钪与硫酸溶液的质量比为1:6；
P2.将三氧化二钪晶体与去离子水混合均匀后，边搅拌边滴加正硅酸乙酯的乙醇溶液，滴加完毕后继续搅拌8h，得到混合凝胶产物；其中，三氧化二钪晶体、去离子水与正硅酸乙酯的乙醇溶液的质量比为1:5:2；正硅酸乙酯的乙醇溶液中，正硅酸乙酯与乙醇的质量比为1:3；
P3.将混合凝胶产物在55℃下干燥后再置于马弗炉中，升温至1000℃焙烧6h，之后冷却至室温，再升温至1500℃焙烧5h，粉碎至粒径为50～100nm的粉末，得到硅酸钪。
上述汽车防撞横梁总成的制作方法，包括以下步骤：
步骤1，按量称取聚苯硫醚、改性聚氨酯/硅酸钪复合物、丁基硫醇锡和抗氧剂1010置于烘箱中干燥处理，备用；
步骤2，将步骤1干燥后的聚苯硫醚、改性聚氨酯/硅酸钪复合物、丁基硫醇锡和抗氧剂1010混合至混炼机中，在160℃的条件下混炼15min后硫化处理，然后置于挤出机中挤出造粒，得到改性聚苯硫醚；
步骤3，将改性聚苯硫醚经过预热软化后置于模具中，加压成型后冷却脱模，制备得到弧形防撞横梁3、直板防撞横梁4和吸能盒2；其中，预热软化的温度为310℃，模具温度为140℃；
步骤4，将弧形防撞横梁3与直板防撞横梁4的两端固定连接形成防撞横梁本体1，然后将弹性体6的一端安装在直板防撞横梁4上的凹槽5内，之后再将吸能盒2安装在弹性体6的另一端上，即完成汽车防撞横梁总成的制作。
实施例3
一种汽车防撞横梁总成，结构与实施例1相同，区别在于：
防撞横梁本体1和吸能盒2的材质为改性聚苯硫醚，改性聚苯硫醚按照重量份数计算，包括以下成分：
聚苯硫醚100份、改性聚氨酯/硅酸钪复合物20份、双丁基氧化锡5份和抗氧剂10354份。
改性聚氨酯/硅酸钪复合物的制备方法为：
S1.称取2-甲基-吡咯啉加入至二氯甲烷中，充分混合后，依次加入苛性钠和纯碱，再次充分混合后，加入苄基三乙基氯化铵，升温至60℃，回流冷凝并搅拌反应6h，自然冷却至室温后，过滤并收集液体，将收集的液体依次进行水洗、干燥除水、减压蒸馏和过柱提纯，得到吡咯啉化合物；其中，2-甲基-吡咯啉、苛性钠、纯碱、苄基三乙基氯化铵和二氯甲烷的质量比为1:6.5:5.4:0.15:20；
S2.将吡咯啉化合物与N,N-二甲基甲酰胺混合均匀，再加入硅酸钪，超声处理均匀后，置于反应釜内，升温至150℃，密闭处理8h后，自然冷却至室温后，过滤并收集固体，将收集的固体依次使用纯水和乙醇洗涤，真空干燥，得到改性硅酸钪；其中，吡咯啉化合物、硅酸钪与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:1.8:10；
S3.将甲苯二异氰酸酯和聚甘油加入至N,N-二甲基甲酰胺中，充分混合后，再加入改性硅酸钪，再次充分混合后，升温至85℃，回流冷凝并搅拌反应4h，之后降温至75℃，加入二月桂酸二丁基锡，搅拌反应2h，继续降温至65℃，加入丁二醇，搅拌反应4h，降温至室温，再加入三乙胺，搅拌反应1h，过滤收集固体，将收集的固体依次进行醇洗和干燥处理，得到改性聚氨酯/硅酸钪复合物；其中，甲苯二异氰酸酯、聚甘油与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.8:6，二月桂酸二丁基锡、丁二醇、三乙胺与甲苯二异氰酸酯的质量比为0.05:0.1:0.09:1，改性硅酸钪与甲苯二异氰酸酯的质量比为1:0.5。
所述硅酸钪的制备方法为：
P1.称取三氧化二钪与0.3mol/L的硫酸溶液混合，升温至50～60℃，搅拌至完全溶解后，降温至室温，继续搅拌至结晶体不再增加为止，过滤出结晶体并使用纯水清洗至中性，干燥后得到三氧化二钪晶体；其中，三氧化二钪与硫酸溶液的质量比为1:8；
P2.将三氧化二钪晶体与去离子水混合均匀后，边搅拌边滴加正硅酸乙酯的乙醇溶液，滴加完毕后继续搅拌12h，得到混合凝胶产物；其中，三氧化二钪晶体、去离子水与正硅酸乙酯的乙醇溶液的质量比为1:8:3；正硅酸乙酯的乙醇溶液中，正硅酸乙酯与乙醇的质量比为1:5；
P3.将混合凝胶产物在65℃下干燥后再置于马弗炉中，升温至1100℃焙烧8h，之后冷却至室温，再升温至1600℃焙烧7h，粉碎至粒径为50～100nm的粉末，得到硅酸钪。
上述汽车防撞横梁总成的制作方法，包括以下步骤：
步骤1，按量称取聚苯硫醚、改性聚氨酯/硅酸钪复合物、双丁基氧化锡和抗氧剂1035置于烘箱中干燥处理，备用；
步骤2，将步骤1干燥后的聚苯硫醚、改性聚氨酯/硅酸钪复合物、双丁基氧化锡和抗氧剂1035混合至混炼机中，在180℃的条件下混炼20min后硫化处理，然后置于挤出机中挤出造粒，得到改性聚苯硫醚；
步骤3，将改性聚苯硫醚经过预热软化后置于模具中，加压成型后冷却脱模，制备得到弧形防撞横梁4、直板防撞横梁5和吸能盒2；其中，预热软化的温度为330℃，模具温度为160℃；
步骤4，将弧形防撞横梁3与直板防撞横梁4的两端固定连接形成防撞横梁本体1，然后将弹性体6的一端安装在直板防撞横梁4上的凹槽5内，之后再将吸能盒2安装在弹性体6的另一端上，即完成汽车防撞横梁总成的制作。
对比例1
一种改性聚苯硫醚，按照重量份数计算，包括以下成分：
聚苯硫醚100份、聚氨酯/硅酸钪复合物15份、双丁基二氯化锡4份和抗氧剂1010 3份。
聚氨酯/硅酸钪复合物的制备方法为：
将甲苯二异氰酸酯和聚甘油加入至N,N-二甲基甲酰胺中，充分混合后，再加入硅酸钪，再次充分混合后，升温至80℃，回流冷凝并搅拌反应3h，之后降温至70℃，加入二月桂酸二丁基锡，搅拌反应1.5h，继续降温至60℃，加入丁二醇，搅拌反应3h，降温至室温，再加入三乙胺，搅拌反应0.8h，过滤收集固体，将收集的固体依次进行醇洗和干燥处理，得到聚氨酯/硅酸钪复合物；其中，甲苯二异氰酸酯、聚甘油与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.6:5，二月桂酸二丁基锡、丁二醇、三乙胺与甲苯二异氰酸酯的质量比为0.03:0.09:0.07:1，硅酸钪与甲苯二异氰酸酯的质量比为1:0.4。
硅酸钪的制备方法同实施例1。
对比例2
一种改性聚苯硫醚按照重量份数计算，包括以下成分：
聚苯硫醚100份、聚氨酯20份、双丁基氧化锡5份和抗氧剂1035 4份。
聚氨酯的制备方法为：
将甲苯二异氰酸酯和聚甘油加入至N,N-二甲基甲酰胺中，充分混合后，升温至85℃，回流冷凝并搅拌反应4h，之后降温至75℃，加入二月桂酸二丁基锡，搅拌反应2h，继续降温至65℃，加入丁二醇，搅拌反应4h，降温至室温，再加入三乙胺，搅拌反应1h，过滤收集固体，将收集的固体依次进行醇洗和干燥处理，得到聚氨酯；其中，甲苯二异氰酸酯、聚甘油与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.8:6，二月桂酸二丁基锡、丁二醇、三乙胺与甲苯二异氰酸酯的质量比为0.05:0.1:0.09:1。
为了更加清楚的说明本发明，本发明对实施例1、对比例1～2所制备得到的改性聚苯硫醚进行性能上的检测对比，拉伸强度根据标准GB/T 1040.5-2008进行检测，弯曲强度根据标准GB/T 9341-2008进行检测，冲击强度根据标准GB/T 1843-2008进行检测。
结果如下表1所示。
表1不同方法制备的改性聚苯硫醚性能的检测
实施例1 对比例1 对比例2
拉伸强度/MPa 188 163 134
弯曲强度/MPa 215 204 212
热变形温度/℃ 265 248 227
冲击强度/(KJ/m<sup>2</sup>) 13.2 10.7 12.9
从表1中能够很清楚的得到，本发明实施例1所制备的改性聚苯硫醚在能够保持高拉伸强度的同时具有较好的弯曲强度和冲击强度，说明本发明实施例1制备的改性聚苯硫醚具有更高的力学强度和韧性，此外，实施例1的热变形温度也高于对比例1和2，说明实施例1在耐高温方面也有所提升。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种汽车防撞横梁总成，其特征在于，包括防撞横梁本体和设置在防撞横梁本体一侧的两个吸能盒；防撞横梁本体包括弧形防撞横梁和直板防撞横梁，弧形防撞横梁与直板防撞横梁的前侧两端固定连接，直板防撞横梁的后侧两端设置有两处凹槽，凹槽内侧与弹性体的一端连接，弹性体的另一端与吸能盒连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车防撞横梁总成，其特征在于，所述弧形防撞横梁为中间设置有弧形凸起的直板结构。
3.根据权利要求1所述的一种汽车防撞横梁总成，其特征在于，所述弧形防撞横梁与所述直板防撞横梁卡扣式连接或螺栓式连接。
4.根据权利要求1所述的一种汽车防撞横梁总成，其特征在于，所述吸能盒包括上下设置的第一凸块和第二凸块，第一凸块和第二凸块一体成型，第一凸块与所述凹槽相互配合且第一凸块沿着凹槽的内壁滑动，第一凸块有一部分卡接在凹槽的内部。
5.根据权利要求1所述的一种汽车防撞横梁总成，其特征在于，所述防撞横梁本体和所述吸能盒的材质为改性聚苯硫醚，改性聚苯硫醚按照重量份数计算，包括以下成分：
聚苯硫醚100份、改性聚氨酯/硅酸钪复合物10～20份、热稳定剂3～5份和抗氧化剂2～4份。
6.根据权利要求5所述的一种汽车防撞横梁总成，其特征在于，所述改性聚氨酯/硅酸钪复合物的制备方法为：
S1.称取2-甲基-吡咯啉加入至二氯甲烷中，充分混合后，依次加入苛性钠和纯碱，再次充分混合后，加入苄基三乙基氯化铵，升温至55～60℃，回流冷凝并搅拌反应4～6h，自然冷却至室温后，过滤并收集液体，将收集的液体依次进行水洗、干燥除水、减压蒸馏和过柱提纯，得到吡咯啉化合物；其中，2-甲基-吡咯啉、苛性钠、纯碱、苄基三乙基氯化铵和二氯甲烷的质量比为1:4.2～6.5:3.6～5.4:0.12～0.15:15～20；
S2.将吡咯啉化合物与N,N-二甲基甲酰胺混合均匀，再加入硅酸钪，超声处理均匀后，置于反应釜内，升温至120～150℃，密闭处理6～8h后，自然冷却至室温后，过滤并收集固体，将收集的固体依次使用纯水和乙醇洗涤，真空干燥，得到改性硅酸钪；其中，吡咯啉化合物、硅酸钪与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:1.2～1.8:6～10；
S3.将甲苯二异氰酸酯和聚甘油加入至N,N-二甲基甲酰胺中，充分混合后，再加入改性硅酸钪，再次充分混合后，升温至75～85℃，回流冷凝并搅拌反应2～4h，之后降温至65～75℃，加入二月桂酸二丁基锡，搅拌反应1～2h，继续降温至55～65℃，加入丁二醇，搅拌反应2～4h，降温至室温，再加入三乙胺，搅拌反应0.5～1h，过滤收集固体，将收集的固体依次进行醇洗和干燥处理，得到改性聚氨酯/硅酸钪复合物；其中，甲苯二异氰酸酯、聚甘油与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.5～0.8:4～6，二月桂酸二丁基锡、丁二醇、三乙胺与甲苯二异氰酸酯的质量比为0.01～0.05:0.08～0.1:0.05～0.09:1，改性硅酸钪与甲苯二异氰酸酯的质量比为1:0.2～0.5。
7.根据权利要求5所述的一种汽车防撞横梁总成，其特征在于，所述热稳定剂为丁基硫醇锡、双丁基二氯化锡、双丁基氧化锡中的任意一种。
8.根据权利要求5所述的一种汽车防撞横梁总成，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧剂1010或抗氧剂1035。
9.权利要求5所述的一种汽车防撞横梁总成的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按量称取所述聚苯硫醚、所述改性聚氨酯/硅酸钪复合物、所述热稳定剂和所述抗氧化剂置于烘箱中干燥处理，备用；
步骤2，将步骤1干燥后的聚苯硫醚、改性聚氨酯/硅酸钪复合物、热稳定剂和抗氧化剂混合至混炼机中，在160～180℃的条件下混炼15～20min后硫化处理，然后置于挤出机中挤出造粒，得到改性聚苯硫醚；
步骤3，将改性聚苯硫醚经过预热软化后置于模具中，加压成型后冷却脱模，制备得到所述弧形防撞横梁、所述直板防撞横梁和所述吸能盒；
步骤4，将弧形防撞横梁与直板防撞横梁的两端固定连接形成所述防撞横梁本体，然后将弹性体的一端安装在直板防撞横梁上的所述凹槽内，之后再将吸能盒安装在弹性体的另一端上，即完成汽车防撞横梁总成的制作。
10.根据权利要求9所述的一种汽车防撞横梁总成的制作方法，其特征在于，所述步骤3中，预热软化的温度为310～330℃，模具温度为140～160℃。
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