一种汽车用发泡型补强胶片的制作方法

[0001]
本发明属于汽车阻尼板制作技术领域，更具体地说，涉及一种汽车用发泡型补强胶片。


背景技术：

[0002]
随着科技的发展，汽车品质的不断提高，汽车正朝着高速、轻量、节能和舒适的方向发展，因而汽车对nvh性能(汽车的噪声(noise)、振动(vibration)、声振粗糙度(harshness))的要求也越来越高，目前汽车轻量化的发展趋势使得汽车车身的结构发生改变，如外板薄壁化，结构件中空化等，该现象将影响汽车的nvh性能，并且其安全隐患将对乘员造成伤害。为了解决这种以达到节能减耗目的而使用薄钢板作为车身材料，减轻车身重量，导致车身的机械强度不高的问题，可车身钢板局部使用补强胶片，来增强车身的抗冲击能力，起到安全防护以提高钢板的抗弯强度、增加钢板刚性和减震效果。
[0003]
现有技术的补强胶片其树脂层是通过材料共混制备，产品存在重量大、耗材多、成本大等缺陷。一般通过优化发泡处理工艺及材料配方，提高补强胶片的理化性能及各项指标，并且在同等厚度下重量轻，它更加具有轻量化优势，有效的提高产品性能和使用效率的同时，减少原料消耗，降低生产成本，提高资源利用率。但为了保证胶片的强度，发泡剂用量不宜过多，一般占比5％左右，由于用量少，在和胶料的混合过程中，很容易产生预混不均而造成发泡不均的技术问题，从而影响整体的胶片产品使用寿命。
[0004]
经检索，中国专利申请公布号：cn111423836a，公布日：2020.7.17的发明公开了一种高发泡补强胶片。所述补强胶片由以下质量份的各物质组成：端羧基液体丁腈橡胶1-10；碳酸钙5-50；海因环氧树脂10-40；发泡剂1-5；邻酞酸二丁酯5-20；过氧化物硫化剂0.1-1；固化剂1-10。该发明势在于应用此补强胶片的补强胶片更轻，有利于推动汽车的轻量化。以及其微孔发泡能够增加补强胶片本身的强度，但还是存在发泡不均的技术问题。


技术实现要素：

[0005]
1、要解决的问题
[0006]
针对现有技术中汽车用发泡型补强胶片在具体应用中发泡不均的问题，本发明提供一种汽车用发泡型补强胶片。将发泡剂结合其它组分通过缓释方法加入，发泡剂逐渐、分批次在物料中混匀后参与发泡反应，让发泡的过程延长，从而达到气泡均匀分布的技术效果。
[0007]
2、技术方案
[0008]
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
[0009]
一种汽车用发泡型补强胶片，包括以下组分及其重量份：环氧树脂30～35、丁腈橡胶300～350、环氧固化剂420～440、轻质碳酸钙140～160、炭黑40～42、硬脂酸5～7、无机填料3～5和发泡剂5～15；其中，所述发泡剂通过缓释方法加入，发泡剂逐渐、分批次在以上各组分热熔搅拌混合均匀后参与发泡反应，让发泡的过程延长，从而达到气泡均匀分布的技
术效果。
[0010]
进一步的，丁腈橡胶部分以段状丁腈橡胶软胶管的形式加入，粉状的发泡剂可以填充在软胶管中，随着热熔搅拌的进行，发泡剂逐渐被胶管带入逐渐热熔的半流体物料中，在后续的逐渐升温加热过程中，段状丁腈橡胶软胶管也被逐渐热熔化，将其中的发泡剂释放，在后续的持续搅拌过程中充分参与发泡反应，从而实现发泡剂逐渐、分批次在物料热熔搅拌混合均匀过程中充分参与发泡反应的目的。
[0011]
进一步的，段状丁腈橡胶软胶管的长度为3～15mm，直径为2～5mm，厚度≦1.5mm，该规格的丁腈橡胶软胶管在物料中的缓释效果符合本申请的技术目的。
[0012]
一种汽车用发泡型补强胶片的加工工艺，步骤为：
[0013]
s1、缓释剂制作：将发泡剂和段状丁腈橡胶软胶管混合均匀制得缓释剂；
[0014]
s2、搅拌合成：将各重量份的环氧树脂、剩余的丁腈橡胶、环氧固化剂、轻质碳酸钙、炭黑、硬脂酸、无机填料和缓释剂依次放入加热搅拌机进行热熔搅拌合成；
[0015]
s3、挤出：将热熔合成后的半流体物料转入挤出机挤出成条状体；
[0016]
s4、压延：将条状体进行压延成片加工；
[0017]
s5、覆膜：成片后的半成品进行覆膜式隔离。
[0018]
3、有益效果
[0019]
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
[0020]
(1)本发明的汽车用发泡型补强胶片，发泡剂通过缓释方法加入，发泡剂逐渐、分批次在各组分热熔搅拌混合均匀后参与发泡反应，让发泡的过程延长，从而达到气泡均匀分布的技术效果，制得的汽车用发泡型补强胶片整体的质量均匀稳定，使用寿命长；
[0021]
(2)本发明的汽车用发泡型补强胶片，丁腈橡胶部分以段状丁腈橡胶软胶管的形式加入，粉状的发泡剂可以填充在软胶管中，随着热熔搅拌的进行，发泡剂逐渐被胶管带入逐渐热熔的半流体物料中，在后续的逐渐升温加热过程中，段状丁腈橡胶软胶管也被逐渐热熔化，将其中的发泡剂释放，在后续的持续搅拌过程中充分参与发泡反应，从而实现发泡剂逐渐、分批次在物料热熔搅拌混合均匀过程中充分参与发泡反应的目的；
[0022]
(3)本发明的汽车用发泡型补强胶片，硬脂酸可将发泡剂粘附式混合至段状丁腈橡胶软胶管中，缓释效果更为理想，而且，还提高了其润滑效果；
[0023]
(4)本发明的汽车用发泡型补强胶片，硬脂酸、段状丁腈橡胶软胶管和发泡剂先混合均匀后再添加其他组分，进一步提高了发泡剂的缓释效果。
具体实施方式
[0024]
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
[0025]
实施例1
[0026]
本实施例的汽车用发泡型补强胶片，配方包括以下组分及其重量份：环氧树脂30～35、丁腈橡胶300～350、环氧固化剂420～440、轻质碳酸钙140～160、炭黑40～42、硬脂酸5～7、无机填料3～5和发泡剂5～15；在本实施例中，为环氧树脂30、丁腈橡胶300、环氧固化剂420、轻质碳酸钙140、炭黑40、硬脂酸5、无机填料3和发泡剂5，发泡剂选用甲苯磺酰肼、苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺、复配偶氮二甲酰胺类发泡剂中的任一种。丁腈橡胶部分以段状丁腈橡胶软胶管的形式加入，本实施例中，丁腈橡胶300份分为两部分，各150份，即段状丁腈橡
胶软胶管150份，余下的150份以丁腈橡胶的通常的原料状态加入。段状丁腈橡胶软胶管的长度为3～15mm，直径为2～5mm，厚度≦1.5mm，本实施例中段状丁腈橡胶软胶管的长度为15mm，直径为2mm，厚度1.5mm。
[0027]
具体的制作步骤如下：
[0028]
s1、缓释剂制作：将150份段状丁腈橡胶软胶管、5份甲苯磺酰肼和混合均匀制得缓释剂，至少一半的甲苯磺酰肼填充入丁腈橡胶软胶管中；
[0029]
s2、搅拌合成：将配方中各重量份的环氧树脂、剩余的150份丁腈橡胶、环氧固化剂、轻质碳酸钙、炭黑、硬脂酸、无机填料和s1步骤制得的缓释剂依次放入加热搅拌机进行热熔搅拌合成，搅拌时间，40～60min，搅拌机的出油温度225
±
25℃，回油温度210
±
20℃，以保证出料温度≥110℃；
[0030]
s3、挤出：将热熔合成后的半流体物料转入挤出机挤出成条状体；
[0031]
s4、压延：将条状进行压延成片加工；
[0032]
s5、覆膜；成片后的半成品进行覆膜式隔离，并取试验样1。
[0033]
实施例2
[0034]
本实施例的汽车用发泡型补强胶片，配方包括以下组分及其重量份：环氧树脂35、丁腈橡胶350、环氧固化剂440、轻质碳酸钙160、炭黑42、硬脂酸5、无机填料5和发泡剂15，发泡剂选用苯磺酰肼。丁腈橡胶部分以段状丁腈橡胶软胶管的形式加入，本实施例中，丁腈橡胶300份分为两部分，即段状丁腈橡胶软胶管200份，余下的150份以丁腈橡胶的通常的原料状态加入。段状丁腈橡胶软胶管的长度为10mm，直径为3mm，厚度1.0mm。
[0035]
具体的制作步骤如下：
[0036]
s1、缓释剂制作：将200份段状丁腈橡胶软胶管、15份甲苯磺酰肼和混合均匀制得缓释剂，至少一半的甲苯磺酰肼填充入丁腈橡胶软胶管中；
[0037]
s2、搅拌合成：将配方中各重量份的环氧树脂、剩余的150份丁腈橡胶、环氧固化剂、轻质碳酸钙、炭黑、硬脂酸、无机填料和s1步骤制得的缓释剂依次放入加热搅拌机进行热熔搅拌合成，搅拌时间，40～60min，搅拌机的出油温度225
±
25℃，回油温度210
±
20℃，以保证出料温度≥110℃；
[0038]
s3、挤出：将热熔合成后的半流体物料转入挤出机挤出成条状体；
[0039]
s4、压延：将条状进行压延成片加工；
[0040]
s5、覆膜；成片后的半成品进行覆膜式隔离，并取试验样2。
[0041]
实施例3
[0042]
本实施例的汽车用发泡型补强胶片，配方包括以下组分及其重量份：环氧树脂33、丁腈橡胶330、环氧固化剂432、轻质碳酸钙150、炭黑41、硬脂酸6、无机填料4和发泡剂10，发泡剂选用偶氮二甲酰胺。丁腈橡胶330份分为两部分，即段状丁腈橡胶软胶管200份，余下的130份以丁腈橡胶的通常的原料状态加入。段状丁腈橡胶软胶管的长度为6mm，直径为2mm，厚度1.0mm。
[0043]
具体的制作步骤如下：
[0044]
s1、缓释剂制作：将200份段状丁腈橡胶软胶管、10份偶氮二甲酰胺和混合均匀制得缓释剂，至少一半的偶氮二甲酰胺填充入丁腈橡胶软胶管中；
[0045]
s2、搅拌合成：将配方中各重量份的环氧树脂、剩余的130份丁腈橡胶、环氧固化
剂、轻质碳酸钙、炭黑、硬脂酸、无机填料和s1步骤制得的缓释剂依次放入加热搅拌机进行热熔搅拌合成，搅拌时间，40～60min，搅拌机的出油温度225
±
25℃，回油温度210
±
20℃，以保证出料温度≥110℃；
[0046]
s3、挤出：将热熔合成后的半流体物料转入挤出机挤出成条状体；
[0047]
s4、压延：将条状进行压延成片加工；
[0048]
s5、覆膜；成片后的半成品进行覆膜式隔离，并取试验样3。
[0049]
实施例1至3的汽车用发泡型补强胶片及其制作工艺，丁腈橡胶的至少一半以段状丁腈橡胶软胶管的形式加入，粉状的发泡剂可以填充在软胶管中，随着热熔搅拌的进行，发泡剂逐渐被胶管带入逐渐热熔的半流体物料中，在后续的逐渐升温加热过程中，段状丁腈橡胶软胶管也被逐渐热熔化，将其中的发泡剂释放，在后续的持续搅拌过程中充分参与发泡反应，从而实现发泡剂逐渐、分批次在物料热熔搅拌混合均匀过程中充分参与发泡反应的目的。
[0050]
实施例4
[0051]
本实施例的汽车用发泡型补强胶片，配方包括以下组分及其重量份：环氧树脂33、丁腈橡胶330、环氧固化剂432、轻质碳酸钙150、炭黑41、硬脂酸6、无机填料4和发泡剂10，发泡剂选用偶氮二甲酰胺。丁腈橡胶330份分为两部分，即段状丁腈橡胶软胶管100份，余下的230份以丁腈橡胶的通常的原料状态加入。段状丁腈橡胶软胶管的长度为3mm，直径为3mm，厚度0.5mm。
[0052]
具体的制作步骤如下：
[0053]
s1、缓释剂制作：先将6重量份的硬脂酸熔化后再添加100份段状丁腈橡胶软胶管、10份偶氮二甲酰胺混合均匀制得缓释剂，硬脂酸可将偶氮二甲酰胺粘附式混合至段状丁腈橡胶软胶管中，这样，一多半的偶氮二甲酰胺胺能够填充入丁腈橡胶软胶管中；
[0054]
s2、搅拌合成：将配方中其它重量份的环氧树脂、剩余的230份丁腈橡胶、环氧固化剂、轻质碳酸钙、炭黑、硬脂酸、无机填料和s1步骤制得的缓释剂依次放入加热搅拌机进行热熔搅拌合成，搅拌时间，40～60min，搅拌机的出油温度225
±
25℃，回油温度210
±
20℃，以保证出料温度≥110℃；
[0055]
s3、挤出：将热熔合成后的半流体物料转入挤出机挤出成条状体；
[0056]
s4、压延：将条状进行压延成片加工；
[0057]
s5、覆膜；成片后的半成品进行覆膜式隔离，并取试验样4。
[0058]
对实施例1至4的试验样1至4进行检测，检测结果如表1：
[0059]
表1汽车用发泡型补强胶片检测表
[0060]
试验样厚度最大补强倍率初始粘结力持粘性断面微孔试验样11.1mm6.06.5n155s100nm
±
，分布均匀试验样21.1mm6.66.8n145s100nm
±
，分布均匀试验样31.1mm6.56.7n150s100nm
±
，分布均匀试验样41.1mm6.87.5n175s80nm
±
，分布均匀
[0061]
实施例1至4产品，密度在1.4g/cm3，比现有一般的补强胶片更轻，有利于推动汽车的轻量化发展，而且发泡产品的气泡孔径小于微米级，其力学强度远远高于不发泡的产品，因产品中存在大量纳米级气孔，也提高产品本身的力学强度，增加了补强倍率。在发泡剂用
量少(不大于2％)的情况下，补强倍率还能达到6-7倍。同时由于均匀分布的微孔结构的存在，阻尼减震效果更优良，以及微孔的存在可以分散环氧固化时补强胶片的应力，补强胶片应用时，不会使钢板产生变形。由表1中的数据可看出，试验样4制得的胶片效果最好，说明发泡剂的缓释过程会影响胶片的各项技术参数，而实施例4中硬脂酸可将发泡剂粘附式混合至段状丁腈橡胶软胶管中，说明缓释效果更为理想，而且，在整个生产工艺过程中，操作工还发现后续的挤出工序中，物料挤出通畅，挤出口残料最少，压延工序中也很少有粘辊现象，说明硬脂酸还有一定的缓释效果而提高了其润滑效果。
[0062]
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

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