鋼板補強膠片及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，特別涉及一種鋼板補強膠片及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車向輕量化、高速、節(jié)能方向的進(jìn)一步發(fā)展，車身鋼板厚度控制越采越嚴(yán)， 汽車鋼板在車身成型過程中，因沖壓拉伸變得較為薄弱，加之在汽車長期使用過程中，薄弱 處如車門拐角、拉手等部位經(jīng)常開啟、關(guān)閉受到反復(fù)的拉力、撞擊和振動等應(yīng)力作用，會導(dǎo) 致該處金屬板產(chǎn)生疲勞，在應(yīng)力能量不能分散、消耗情況下，導(dǎo)致這些部位產(chǎn)生裂紋。國外 汽車廠家譬如豐田、大眾等一般采用局部粘貼復(fù)合材料補強的方法來解決該問題。粘貼補 強膠片的目的就是通過補強膠片中橡膠分子的松弛作用，在受力作用下產(chǎn)生位移和形變， 使應(yīng)力均勻分散，從而消耗掉外界施加的能量，消除或減弱應(yīng)力能量對鋼板的影響，增強其 抗疲勞性，避免裂紋的產(chǎn)生或阻止其擴展。
[0003] 通過貼附補強膠片不僅能提高鋼板的疲勞斷裂強度，彎曲強度和剛度，且在碰撞 時通過自身形變吸收沖擊能量，提高車身耐撞性，有效提高車身的安全性能指標(biāo)。粘貼補強 膠片鋼板的最大破壞載荷為810牛頓，比未粘貼補強鋼板的最大破壞載荷643牛頓高出167 牛頓，增加了 25%的破壞載荷。由此可見，在需要局部增強的部位粘貼補強膠片可以大大提 高部件的使用壽命。補強膠片系近兩年來國內(nèi)汽車生產(chǎn)廠開始使用的新產(chǎn)品，由于補強膠 片需要一定的儲存期，使用時高溫固化，因此補強膠片的成片材料與增強材料加入硫化劑 和固化劑后，并不馬上固化而是組成潛伏體系，若固化劑活性低，則儲存時間長，但固化反 應(yīng)不完全，影響產(chǎn)品強度；若固化劑活性高，固化反應(yīng)完全，但儲存時間短。目前國外的補強 膠片由于儲存條件復(fù)雜，需要低溫保存，使用前還需要烘烤，占用場地大，因此使用較少。國 產(chǎn)的補強膠片，由于成片材料中有聚氨乙烯糊樹脂，使得其性能不穩(wěn)定，強度、韌性等不能 達(dá)到國標(biāo)的要求，并且固化后不平整，存放時間短等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種鋼板補強膠片及制備方法。所述補強膠片通過環(huán)氧樹脂 增韌改性，提高了力學(xué)性能，延長了儲存期，減少了由于固化而產(chǎn)生的收縮性。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 鋼板補強膠片基體，由雙酚A型環(huán)氧樹脂、丁腈橡膠、納米二氧化硅、納米碳酸鈣、碳 黑、過氧化物、雙氰雙胺、橡膠改性劑ZX-8組成，其個組分的重量百分比為：由雙酚A型環(huán) 氧樹脂、丁腈橡膠、納米二氧化娃、納米碳酸興、炭黑、過氧化物、雙氰雙胺、橡膠改性劑ZX-8 組成，其個組分的重量百分比為：雙酚A型環(huán)氧樹脂18%~35% ;丁腈橡膠10~20% ;丁基橡 膠：5~18% ;納米二氧化娃：0~10% ;納米碳酸|丐0~10% ;碳黑15~30% ;過氧化物0~ 3% ;雙氰雙胺2~5% ;橡膠改性劑ZX-8 :5~13%。
[0006] 所述雙酚A型環(huán)氧樹脂E-53、E-51、E-44、E-42、E-33、E-20中的任意一種或幾種。 [0007] 所述丁腈橡膠中丙烯晴含量為15~50%。
[0008] 所述丁基橡膠的分子量為2000~10000 ; 所述納米二氧化硅為氣相2#、4#白碳黑。
[0009] 所述碳黑為爐法碳黑、熱裂碳黑。
[0010] 所述過氧化物為過氧化二異丙苯、過氧化二丙甲酰、過氧化二叔丁基。
[0011] 鋼板補強膠片基體的制備方法，有以下步驟： 將丁腈橡膠、丁基橡膠、環(huán)氧樹脂依次在煉膠機上邊煉膠邊加入， 均勻后再依次加入雙氰雙胺、橡膠改性劑ZX-8、納米二氧化硅、納米碳酸鈣、碳黑，每加 入一種煉均勻后再加入另一種，得到均勻的膠狀物質(zhì)。
[0012] 本發(fā)明采用丁腈橡膠（NBR)作為成片材料，其中丁腈橡膠由丁二烯和丙烯晴兩者 單體經(jīng)乳液或溶液聚合而成，由于丁腈橡膠具有強極性，內(nèi)聚力強，容易成片的性能，采用 丁腈橡膠作為成片材料，通過選擇的丁腈橡膠中丙烯晴的含量，使得本發(fā)明所述補強膠片 覺得成片性既能成片，又不收縮彎曲。
[0013] 由于丁腈橡膠中含有烷基(非極性）和腈基(極性)，能同時與少量極性物質(zhì)(環(huán)氧 樹脂)相容，并可改善丁腈橡膠的加工性能，因此，在丁腈橡膠（NBR)/環(huán)氧樹脂（EP)經(jīng)塑煉 后，得到尺寸穩(wěn)定的補強膠片。
[0014] 本發(fā)明采用環(huán)氧樹脂（EP)提高補強膠片的耐酸、耐堿、耐水、耐電泳漆的性能，由 于作為芳環(huán)物的環(huán)氧樹脂，其化學(xué)性能穩(wěn)定，采用環(huán)氧樹脂與其他材料形成復(fù)合材料，可以 使材料表面有環(huán)氧樹脂膜，同時使復(fù)合材料也具有耐酸、耐堿、耐水、耐電泳漆的性能。
[0015] 本發(fā)明選用潛伏性固化劑雙氰雙胺，使補強膠片在室溫條件下穩(wěn)定，加熱時可迅 速固化。達(dá)到反應(yīng)活性與穩(wěn)定性的平衡，本發(fā)明采用納米材料進(jìn)行表面活性材料與固化劑 進(jìn)行表面吸附，使表面活性物質(zhì)與固化劑形成隔離膜，增加出處穩(wěn)定性，加熱時由于分子運 動，表面活性物質(zhì)與固化劑分離，起到固化作用。
[0016] 本發(fā)明所述的氧化物為過氧化二異丙苯、過氧化二丙甲酰、過氧化二叔丁基，其作 用上打開聚合物中丁二烯橡膠的雙鍵，使其發(fā)生部分交聯(lián)，有增韌作用。
[0017] 白炭黑(納米二氧化硅）在橡膠工業(yè)中主要用作補強劑和改性劑，其補強效果優(yōu)于 炭黑以外的其它補強填充劑。
[0018] 本發(fā)明采用丁腈橡膠、丁基橡膠與環(huán)氧樹脂三元共混改性，得到一種綜合性能良 好的高分子合金，克服了加入聚氯乙烯后工藝性能的不穩(wěn)定，再加入納米材料、潛伏性固化 劑，在高溫固化后就可得到高剛性、高韌性的高聚物材料。
[0019] 本發(fā)明所述補強膠片，力學(xué)性能如抗彎強度、沖擊強度得到提高，延長了儲存期， 減少了由于固化而產(chǎn)生的收縮性。
[0020] 申請人將鋼板補強膠片進(jìn)行實驗測試其性能，實驗結(jié)果(見表1)表明所述鋼板補 強膠片的性能具有高剛性、高韌性。
[0021] 表1為幾種補強膠片的性能比較： 表1
【主權(quán)項】
1. 一種鋼板補強膠片，其特征在于該鋼板補強膠片是將聚合物基體復(fù)合在底襯上，其 中聚合物基體由環(huán)氧樹脂、丁基橡膠、丁腈橡膠、納米二氧化硅、納米碳酸鈣、碳黑、過氧化 物、雙氰雙胺、橡膠改性劑組成，其各組分的重量百分比為： 環(huán)氧樹脂 18%~35% ; 丁腈橡膠 10~20%; 丁基橡膠 5~18% ; 納米二氧化硅 0~10% ; 納米碳酸0~10% ; 碳黑 15~30% ; 過氧化物 0~3% ; 雙氰雙胺 2~5% ; 橡膠改性劑 5~13%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板補強膠片，其特征在于：所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧 樹脂，其雙酚A型環(huán)氧樹脂為E-53、E-51、E-44、E-42、E-33、E-20中的任意一種或幾種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板補強膠片，其特征在于：所述丁腈橡膠中丙烯晴含量為 15 ~50%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板補強膠片，其特征在于：所述丁基橡膠的分子量為 2000 ~10000。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板補強膠片，其特征在于：所述納米二氧化硅為氣相白碳 黑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板補強膠片，其特征在于：所述碳黑為槽法碳黑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板補強膠片，其特征在于：所述過氧化物為過氧化二異丙 苯、過氧化二丙甲酰、過氧化二叔丁基中的任意一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板補強膠片，其特征在于：所述底襯為玻纖布。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼板補強膠片及制備方法，由雙酚A型環(huán)氧樹脂、丁腈橡膠、納米二氧化硅、納米碳酸鈣、碳黑、過氧化物、雙氰雙胺、橡膠改性劑ZX-8組成，其個組分的重量百分比為：雙酚A型環(huán)氧樹脂18%～35%；丁腈橡膠10～20%；丁基橡膠5～18%；納米二氧化硅0～10%；納米碳酸鈣0～10%；碳黑15～30%；過氧化物0～3%；雙氰雙胺2～5%；橡膠改性劑ZX-8：5～13%。本發(fā)明通過環(huán)氧樹脂和合成橡膠（兩種或兩種以上）經(jīng)共混改性得到一種高分子合金，再經(jīng)納米材料改性，得到高剛性（補強鋼板）、高韌性（降低內(nèi)應(yīng)力）的一種基體樹脂。
【IPC分類】C09J123-22, C09J11-04, C09J11-06, C09J109-02, C09J7-04, C09J163-00
【公開號】CN104804685
【申請?zhí)枴緾N201410031730
【發(fā)明人】蘭偉, 熊維強, 朱鴻亮, 宋子良
【申請人】重慶凱天汽車零配件制造有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月23日