[发明专利]汽车用低膨胀结构增强材料、结构增强件及其制备方法

说明书

本申请公开了一种汽车用低膨胀结构增强材料、结构增强件及其制备方法，其中结构增强材料主要由以下重量份原料制备而成：环氧树脂50‑60份、增强剂1‑4份、增韧剂5‑10份、触变剂1‑5份、染色剂0.1‑0.8份、增强纤维1‑5份、促进剂2‑5份、固化剂1‑10份、发泡剂1‑3份、填料10‑15份。本申请以固态环氧树脂为基体材料，在涂装生产线烘烤过程中基体材料发生固化反应，材料自身强度大幅增强，过程中结构增强件在发泡剂作用下体积膨胀，贴合车身空腔，并对空腔两侧的钢板产生很强的粘接力，达到增强车身强度作用，降低了汽车对车身钢板高强度的要求。

技术领域

本申请涉及一种结构增强材料，具体涉及一种汽车用低膨胀结构增强材料、结构增强件及其制备方法。

背景技术

随着汽车行业的发展，轻量化已成为汽车行业的一大趋势，为了减轻车身重量，大部分主机厂采用0.8mm钢板作为车身骨架材料，在轻量化的同时造成了车身总体强度的下降，特别是车身立柱和边梁的位置，在正碰、侧碰时很容易发生变形。现有的加强板，结构胶等结构增强材料对车身钢板的强度增强有很好的效果，但是对车身钢板形成空腔起不到增强效果，并且空腔也容易造成车身的振动。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种汽车用低膨胀结构增强材料、结构增强件及其制备方法，以提高车身强度，减轻车身重量，减少车身的振动。

第一方面，本申请提供一种汽车用低膨胀结构增强材料，主要由以下重量份原料制备而成：

本发明以固态环氧树脂为基体材料，高强度树脂为骨架材料，采用物理发泡剂或化学发泡剂，在涂装生产线烘烤过程中基体材料发生固化反应，材料自身强度大幅增强，此过程中该结构增强件在发泡剂作用下，体积膨胀，贴合车身空腔，并对空腔两侧的钢板产生很强的粘接力，达到增强车身强度作用，降低了汽车对车身钢板高强度的要求。本材料在发泡后的密度仅在0.5g/cm³左右，且为多孔结构，既减轻了车身重量，又可以吸收部分噪音。

为了使该结构增强件能够满足热成型工艺条件，并且在涂装生产线烘烤过程中能膨胀固化，在配方中添加了高性能促进剂，使该结构增强件具有优异的储存稳定性，并且还能使其在高温下实现快速固化。

优选的，所述原料还包括2-5重量份马来酸酐改性的SEBS(氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物橡胶)。在配方设计中，添加了一种用马来酸酐改性的SEBS，通过物理共混以后，SEBS中的苯乙烯相和环氧树脂通过苯环和共同连接的橡胶组分的分子间力而结合，能够提高产品的耐撕裂性能。

优选的，所述增强剂为固态双酚A缩水甘油醚与液体橡胶的加成产物。液态橡胶的加入，赋予了环氧体系一定的韧性和柔软度。液态橡胶通过其活性端基(如羧基、羟基)可与环氧树脂中活性基团(环氧基、羟基等)反应形成嵌段，并且在混料的过程中，由于剪切应力场的作用，形成初始网络结构，可使产品在固化后，提高其分子之间的内聚力，从而改善本结构增强件材料韧性差的缺点的同时，还提高了其冲击强度、剥离强度和拉伸剪切强度。另外，液态橡胶较低的玻璃化转变温度使得材料低温性能增强。该增强剂中由于存在环氧成分，所以作为增强剂使用时，能够与环氧树脂材料有很好的相容性，起到相应的增强作用。因此，此增强剂可以提高冲击强度、剥离强度和拉伸剪切强度以及耐低温性，还可以赋予环氧树脂韧性和柔软度。

优选的，所述环氧树脂是脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂中的一种或两种共混。

优选的，所述环氧树脂是双酚A型环氧树脂，环氧当量730～790g/Eq，软化点90～94℃。本发明所用的环氧树脂属于双酚A型，透明度高，分子量分布窄。

优选的，所述促进剂是双肼类、酰肼类、咪唑类或者DICY复合体系中的一种或几种混合，确保材料在低温的稳定性以及在合适温度能够固化。