[發明專利]汽車用低膨脹結構增強材料、結構增強件及其制備方法

有效

• 申請號: 201711029275.8
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107674384B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 李曉唐;張恒超;孫鳳海
• 申請（專利權）人: 保光（天津）汽車零部件有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L51/00;C08L33/20;C08L21/00;C08L101/00;C08K7/14;C08K3/22;C08K3/26;C08K7/28;C08J9/06;C08J9/12;C08J5/04
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 李冬梅

本申請公開了一種汽車用低膨脹結構增強材料、結構增強件及其制備方法，其中結構增強材料主要由以下重量份原料制備而成：環氧樹脂50?60份、增強劑1?4份、增韌劑5?10份、觸變劑1?5份、染色劑0.1?0.8份、增強纖維1?5份、促進劑2?5份、固化劑1?10份、發泡劑1?3份、填料10?15份。本申請以固態環氧樹脂為基體材料，在涂裝生產線烘烤過程中基體材料發生固化反應，材料自身強度大幅增強，過程中結構增強件在發泡劑作用下體積膨脹，貼合車身空腔，并對空腔兩側的鋼板產生很強的粘接力，達到增強車身強度作用，降低了汽車對車身鋼板高強度的要求。

技術領域

本申請涉及一種結構增強材料，具體涉及一種汽車用低膨脹結構增強材料、結構增強件及其制備方法。

背景技術

隨著汽車行業的發展，輕量化已成為汽車行業的一大趨勢，為了減輕車身重量，大部分主機廠采用0.8mm鋼板作為車身骨架材料，在輕量化的同時造成了車身總體強度的下降，特別是車身立柱和邊梁的位置，在正碰、側碰時很容易發生變形。現有的加強板，結構膠等結構增強材料對車身鋼板的強度增強有很好的效果，但是對車身鋼板形成空腔起不到增強效果，并且空腔也容易造成車身的振動。

發明內容

鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，期望提供一種汽車用低膨脹結構增強材料、結構增強件及其制備方法，以提高車身強度，減輕車身重量，減少車身的振動。

第一方面，本申請提供一種汽車用低膨脹結構增強材料，主要由以下重量份原料制備而成：

本發明以固態環氧樹脂為基體材料，高強度樹脂為骨架材料，采用物理發泡劑或化學發泡劑，在涂裝生產線烘烤過程中基體材料發生固化反應，材料自身強度大幅增強，此過程中該結構增強件在發泡劑作用下，體積膨脹，貼合車身空腔，并對空腔兩側的鋼板產生很強的粘接力，達到增強車身強度作用，降低了汽車對車身鋼板高強度的要求。本材料在發泡后的密度僅在0.5g/cm³左右，且為多孔結構，既減輕了車身重量，又可以吸收部分噪音。

為了使該結構增強件能夠滿足熱成型工藝條件，并且在涂裝生產線烘烤過程中能膨脹固化，在配方中添加了高性能促進劑，使該結構增強件具有優異的儲存穩定性，并且還能使其在高溫下實現快速固化。

優選的，所述原料還包括2-5重量份馬來酸酐改性的SEBS(氫化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物橡膠)。在配方設計中，添加了一種用馬來酸酐改性的SEBS，通過物理共混以后，SEBS中的苯乙烯相和環氧樹脂通過苯環和共同連接的橡膠組分的分子間力而結合，能夠提高產品的耐撕裂性能。

優選的，所述增強劑為固態雙酚A縮水甘油醚與液體橡膠的加成產物。液態橡膠的加入，賦予了環氧體系一定的韌性和柔軟度。液態橡膠通過其活性端基(如羧基、羥基)可與環氧樹脂中活性基團(環氧基、羥基等)反應形成嵌段，并且在混料的過程中，由于剪切應力場的作用，形成初始網絡結構，可使產品在固化后，提高其分子之間的內聚力，從而改善本結構增強件材料韌性差的缺點的同時，還提高了其沖擊強度、剝離強度和拉伸剪切強度。另外，液態橡膠較低的玻璃化轉變溫度使得材料低溫性能增強。該增強劑中由于存在環氧成分，所以作為增強劑使用時，能夠與環氧樹脂材料有很好的相容性，起到相應的增強作用。因此，此增強劑可以提高沖擊強度、剝離強度和拉伸剪切強度以及耐低溫性，還可以賦予環氧樹脂韌性和柔軟度。

優選的，所述環氧樹脂是脂環族環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂中的一種或兩種共混。

優選的，所述環氧樹脂是雙酚A型環氧樹脂，環氧當量730～790g/Eq，軟化點90～94℃。本發明所用的環氧樹脂屬于雙酚A型，透明度高，分子量分布窄。

優選的，所述促進劑是雙肼類、酰肼類、咪唑類或者DICY復合體系中的一種或幾種混合，確保材料在低溫的穩定性以及在合適溫度能夠固化。