CN104194667B - 一种环保环氧树脂补强材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种环保环氧树脂补强材料及其制备方法和应用。所述环氧树脂补强材料包括环保环氧树脂补强基料和玻璃纤维布；所述环保环氧树脂补强基料包含以下按重量份计的组分：90#沥青80～120份、环氧树脂30～80份、轻质碳酸钙120～200份、白炭黑20～60份、固化剂5～12份、促进剂0.5～3份。将90#沥青剪切塑炼；然后加入轻质碳酸钙、白炭黑混炼；将环氧树脂及固化剂、促进剂搅拌均匀混炼，制得环氧树脂组份；将其加入沥青中混炼；得到补强基料；最后将补强基料挤出，上面覆玻璃纤维布，下面覆离型纸，制成环保环氧树脂补强材料。所得补强材料具有补强性能好，抗振、降噪和NVH性能好等优点，可用于汽车工业领域。

Description

一种环保环氧树脂补强材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种环保环氧树脂补强材料及其制备方法和应用。
背景技术
环氧树脂补强胶片对钢板局部补强，增加了钢板刚度，可降低对振动的敏感性；还可提高钢板的固有共振频率，使其不易产生车体与外界噪声的共振和共鸣；同时提高了车身阻尼作用，衰减了振动频率和振幅。通过上述综合作用，提高了汽车车身的抗振、降噪和NVH性能。目前，汽车、航空、造船等领域最求轻量化，补强胶片的应用可使钢板厚度变小、重量减轻的情况下，保持了原有的强度、刚度，同时也提高了车身的减震阻尼性能。
环氧树脂补强材料目前已用于汽车领域对车身进行补强。试验表明：通过补强片补强的钢板弯曲强度时补强前的3～9倍；补强后钢板的刚性比补强前可提高7倍左右；补强后钢板，在施加同样的载荷时，补强钢板的形变壁为补强的小8～10倍；补强后钢板的抗冲击性能比补强前提高了2～3倍。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种环保环氧树脂补强材料。该补强材料有良好的补强性能。为了增强设备的准确度精确度以及安全性，减低阻尼材料的成本。
本发明的另一目的在于提供所述环保环氧树脂补强材料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述环保环氧树脂补强材料在汽车工业中的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种环保环氧树脂补强材料，包括环保环氧树脂补强基料和玻璃纤维布；
所述的环保环氧树脂补强基料，包含以下按重量份计的组分：90#沥青80～120份、环氧树脂30～80份、轻质碳酸钙120～200份、白炭黑20～60份、固化剂5～12份、促进剂0.5～3份。
所述90#沥青优选为茂名石化产；
所述的环氧树脂优选为湖南岳阳巴陵石油化工有限公司的CYD-128环氧树脂；
所述的轻质碳酸钙优选为400～1000目的轻质碳酸钙；更优选为1000目的轻质碳酸钙；
所述的白炭黑优选为气相白炭黑；
所述的固化剂优选为环氧树脂潜伏性固化剂；更优选为超细双氰胺；
所述的促进剂优选为双氰胺脲类促进剂；
所述的玻璃纤维布优选为网格状玻璃纤维布。
所述的环保环氧树脂补强材料的制备方法，包括以下操作步骤：
(1)将90#沥青放到捏合机里搅拌剪切，进行塑炼；
(2)加入轻质碳酸钙、白炭黑进行搅拌、混炼；
(3)将环氧树脂及固化剂、促进剂搅拌均匀，进行混炼，制得环氧树脂组份；
(4)将环氧树脂组份加入沥青中搅拌，进行混炼；得到环保环氧树脂补强基料；
(5)将步骤(4)得到的环保环氧树脂补强基料放到橡胶挤出机挤出，上表面覆上玻璃纤维布，下表面覆上离型纸，制成环保环氧树脂补强材料。
各原料的使用量按重量份计如下：90#沥青80～120份、环氧树脂30～80份、轻质碳酸钙120～200份、白炭黑20～60份、固化剂5～12份，促进剂0.5～3份；
步骤(1)中所述的塑炼的时间优选为15～25分钟；
步骤(2)中所述的混炼的时间优选为30～40分钟；
步骤(3)中所述的混炼的时间优选为15～20分钟；
步骤(4)中所述的混炼的时间优选为10～15分钟；
步骤(1)中所述的塑炼的温度优选为40～60℃；
步骤(2)、(3)和(4)中所述的混炼的温度优选为40～60℃；
步骤(5)中所述的挤出的厚度优选为1～2mm；
所述的环保环氧树脂补强材料有较强的补强性能；特别适合在汽车工业中进行应用。
本发明的原理为：
车身外板蒙皮在冲压过程中，在弯角和边缘等部位钢板会因延展变薄，并产生应力集中。在汽车长期运行中应力集中处易产生振动疲劳，导致裂纹产生、扩展直至断裂。在应力集中部位粘贴补强胶片可提高钢板刚度，使其对低频振动不产生响应；由于补强胶片含有橡胶等高分子材料，具有阻尼作用，当产生振动时，橡胶分子将振动能转换成分子位移、形变和热能，从而提高薄弱处疲劳强度。此外通过对钢板局部补强，增加了钢板刚度，可降低对振动的敏感性；还可提高钢板的固有共振频率，使其不易产生车体与外界噪声的共振和共鸣；同时提高了车身阻尼作用，衰减了振动频率和振幅。通过上述综合作用，提高了汽车车身的抗振、降噪和NVH性能。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明采用环氧树脂作为主要的基料，环氧树脂属于热固型材料，粘接性好、牢固，是一种良好的补强性材料。
(2)本发明通过采用沥青为改性材料，可提高固化前的粘性、同时能提高环氧树脂改性材料的填充量。
(3)本发明采用白炭黑为改性料，能够有效提高胶体固化后的强度。
(4)本发明采用玻璃纤维布作为增强材料，与环氧树脂组成环氧基纤维增强复合材料，极大的提高了环氧树脂补强材料的补强性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种环保环氧树脂补强基料，包含以下按重量份计的组分：
将上述90#沥青放入到捏合机塑炼，在40～60℃下进行塑炼15分钟；将粒径是1000目的轻质碳酸钙、气相白炭黑，加入到捏合机，混炼30分钟；把CYD-128环氧树脂、超细双氰胺固化剂、双氰胺脲类促进剂用量杯进行搅拌混合、进行混炼15分钟，制得环氧树脂组份；将环氧树脂组份放入捏合机混炼10分钟，得到环保环氧树脂补强基料，出模；将环保环氧树脂补强基料放入到橡胶挤出机，挤出厚度为1mm，上表面覆上玻璃纤维布，下表面覆上离型纸制得环保环氧树脂补强材料。
实施例1制得的环保环氧树脂补强材料根据《中华人民共和国汽车行业标准QC/T851-2011》测得密度为1.67kg/m3，初始粘度为2.6N/25mm，补强倍数在标准烘烤条件下，符合在钢板后，进行测试，挠度2.5mm时为1.2倍，挠度为5mm时为1.5倍，挠度为最大载荷时为2.0倍，对钢板有较好的补强性能。
实施例2
一种环保环氧树脂补强基料，包含以下按重量份计的组分：
将上述90#沥青放入到捏合机塑炼，在40～60℃进行塑炼20分钟；将粒径是1000目的轻质碳酸钙、气相白炭黑，加入到捏合机，混炼35分钟；把CYD-128环氧树脂、超细双氰胺固化剂、双氰胺脲类促进剂用量杯进行搅拌混合、进行混炼20分钟，制得环氧树脂组份；将环氧树脂组份放入捏合机混炼15分钟，得到环保环氧树脂补强基料，出模；将环保环氧树脂补强基料放入到橡胶挤出机，挤出厚度为1.5mm，上表面覆上玻璃纤维布，下表面覆上离型纸制得环保环氧树脂补强材料。
实施例2制得的环保环氧树脂补强材料根据《中华人民共和国汽车行业标准QC/T851-2011》测得密度为1.70kg/m3，初始粘度为2.5N/25mm，补强倍数在标准烘烤条件下，符合再钢板后，进行测试，挠度2.5mm时为1.3倍，挠度为5mm时为2.5倍，挠度为最大载荷时为3.5倍，对钢板有较好的补强性能。
实施例3
一种环保环氧树脂补强基料，包含以下按重量份计的组分：
将上述90#沥青放入到捏合机塑炼，在40～60℃进行塑炼25分钟；将粒径是1000目的轻质碳酸钙、气相白炭黑，加入到捏合机，混炼40分钟；把CYD-128环氧树脂、超细双氰胺固化剂、双氰胺脲类促进剂用量杯进行搅拌混合、进行混炼15分钟，制得环氧树脂组份；将环氧树脂组份放入捏合机混炼15分钟，得到环保环氧树脂补强基料，出模；将环保环氧树脂补强基料放入到橡胶挤出机，挤出厚度为2.0mm，上表面覆上玻璃纤维布，下表面覆上离型纸制得环保环氧树脂补强材料。
实施例3制得的环保环氧树脂补强材料根据《中华人民共和国汽车行业标准QC/T851-2011》测得密度为1.65kg/m3，初始粘度为2.5N/25mm，补强倍数在标准烘烤条件下，符合在钢板后，进行测试，挠度2.5mm时为2.5倍，挠度为5mm时为3.4倍，挠度为最大载荷时为4.2倍，对钢板有较好的补强性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保环氧树脂补强材料，其特征在于包括环保环氧树脂补强基料和玻璃纤维布；
所述的环保环氧树脂补强基料，包含以下按重量份计的组分：90#沥青80～120份、环氧树脂30～80份、轻质碳酸钙120～200份、白炭黑20～60份、固化剂5～12份、促进剂0.5～3份。
2.根据权利要求1所述的环保环氧树脂补强材料，其特征在于：所述的环氧树脂为CYD-128环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的环保环氧树脂补强材料，其特征在于：所述的轻质碳酸钙为400～1000目的轻质碳酸钙；
所述的白炭黑为气相白炭黑。
4.根据权利要求1所述的环保环氧树脂补强材料，其特征在于：
所述的固化剂为环氧树脂潜伏性固化剂。
5.根据权利要求1所述的环保环氧树脂补强材料，其特征在于：
所述的促进剂为双氰胺脲类促进剂。
6.根据权利要求1所述的环保环氧树脂补强材料，其特征在于：
所述的玻璃纤维布为网格状玻璃纤维布。
7.权利要求1～6任一项所述的环保环氧树脂补强材料的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：
(1)将90#沥青放到捏合机里搅拌剪切，进行塑炼；
(2)加入轻质碳酸钙、白炭黑进行搅拌、混炼；
(3)将环氧树脂及固化剂、促进剂搅拌均匀，进行混炼，制得环氧树脂组份；
(4)将环氧树脂组份加入沥青中搅拌，进行混炼；得到环保环氧树脂补强基料；
(5)将步骤(4)得到的环保环氧树脂补强基料放到橡胶挤出机挤出，上表面覆上玻璃纤维布，下表面覆上离型纸，制成环保环氧树脂补强材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的塑炼的时间为15～25分钟；
步骤(2)中所述的混炼的时间为30～40分钟；
步骤(3)中所述的混炼的时间为15～20分钟；
步骤(4)中所述的混炼的时间为10～15分钟；
步骤(1)中所述的塑炼的温度为40～60℃；
步骤(2)、(3)和(4)中所述的混炼的温度为40～60℃。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
步骤(5)中所述的挤出的厚度为1～2mm。
10.权利要求1～6任一项所述的环保环氧树脂补强材料在汽车工业中的应用。
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