發(fā)泡組合物和空腔結(jié)構(gòu)增強的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種發(fā)泡組合物和空腔結(jié)構(gòu)增強的方法，其中發(fā)泡組合物包括如下重量份的組分：環(huán)氧樹脂60?85份，胺類固化劑5?15份，發(fā)泡劑5?20份，石墨烯0.2?2份，抗氧劑0.5?5份，硅烷偶聯(lián)劑0.2?0.8份。本發(fā)明專利技術(shù)提供的空腔結(jié)構(gòu)增強的方法，具體包括：在空腔內(nèi)布置碳纖維氈布；將上述發(fā)泡組合物注入空腔內(nèi)；將上述發(fā)泡組合物在110?150℃下保溫10?30min；本發(fā)明專利技術(shù)提供的發(fā)泡組合物，可以對汽車空腔進行有效的填充和增強，提高汽車的NVH性能和安全性能。

Foaming composition and method for reinforcing cavity structure

The present invention provides a method for enhancing foam composition and cavity structure, wherein the foaming composition comprises the following components by weight: epoxy resin 60 85 copies, 15 copies of 5 amine curing agent, foaming agent 5 20 copies, 0.2 copies of graphene 2, antioxidant 0.5 5, silane coupling agent 0.2 0.8. Method, enhanced cavity structure provided by the invention includes: the arrangement of carbon fiber cloth in the cavity; the foaming composition is injected into the cavity; the foaming composition in 110 150 C 10 insulation 30min; foaming composition provided by the invention can effectively fill the cavity of the automobile and enhance, improve the NVH performance and the safety performance of vehicles.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
發(fā)泡組合物和空腔結(jié)構(gòu)增強的方法
本專利技術(shù)涉及一種發(fā)泡組合物和空腔結(jié)構(gòu)增強的方法，屬于發(fā)泡材料

技術(shù)介紹
汽車的NVH(Noise、Vibration&Harshness，噪聲、振動與聲振粗糙度)性能和安全性能是衡量現(xiàn)代汽車制造水平的綜合性技術(shù)指標，由于汽車車身存在一些空腔，如門檻、前圍、側(cè)圍等，空腔會傳遞發(fā)動機噪音、排氣管噪音、風的噪音和輪胎噪音等。當汽車高速行駛時，這些空腔會形成高速氣流場，產(chǎn)生噪聲和振動。為了防止噪聲和振動，通常的解決思路是在汽車空腔內(nèi)設(shè)置金屬減震層和降噪層，或者在空腔內(nèi)填充海綿或膠片等材料以阻隔空氣流動。但是金屬減震層和降噪層密度較大，增大了汽車車身的重量。在車身空腔內(nèi)填充海綿或膠片雖然能夠?qū)崿F(xiàn)減振降噪，但是其對空腔結(jié)構(gòu)的增強作用不明顯，并不能真正意義上提高汽車的NVH性能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種發(fā)泡組合物，通過在環(huán)氧樹脂固化體系中加入發(fā)泡劑和石墨烯，使該發(fā)泡組合物能夠用于空腔結(jié)構(gòu)的填充與增強。本專利技術(shù)還提供了一種空腔結(jié)構(gòu)增強的方法，利用上述發(fā)泡組合物，在空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)形成了以碳纖維氈布為增強層，具有泡孔結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂固化體系為骨架的發(fā)泡增強復合材料，該發(fā)泡增強復合材料能夠?qū)涨唤Y(jié)構(gòu)進行填充并實現(xiàn)空腔結(jié)構(gòu)的增強。本專利技術(shù)提供一種發(fā)泡組合物，包括如下重量份的組分：環(huán)氧樹脂60-85份，胺類固化劑5-15份，發(fā)泡劑5-20份，石墨烯0.2-2份，抗氧劑0.5-5份，硅烷偶聯(lián)劑0.2-0.8份。具體的，上述發(fā)泡組合物在20-30℃下的粘度為500-1000Pa·s，上述粘度有利于將發(fā)泡組合物注入到空腔中，比如可在室溫下以噴涂(噴射)的方式將發(fā)泡組合物注入到汽車空腔中。具體的，上述發(fā)泡組合物的發(fā)泡溫度為110-150℃，以保證在較低的溫度下就能夠?qū)崿F(xiàn)上述發(fā)泡組合物的固化與膨脹，利于填充空腔結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)對發(fā)泡組合物中的環(huán)氧樹脂不做具體限定，可選用本領(lǐng)域常用的環(huán)氧樹脂，如雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂或雙酚S型環(huán)氧樹脂等，考慮到發(fā)泡組合物中含有石墨烯組分，其比表面積非常大，容易增大發(fā)泡組合物的粘度，因此優(yōu)選液態(tài)環(huán)氧樹脂(亦稱為液體環(huán)氧樹脂)，尤其是在20-30℃下的粘度不超過1000Pa·s的液態(tài)環(huán)氧樹脂。通常選擇較為通用的液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂，比如雙酚A型E44(E44雙酚A環(huán)氧樹脂)、雙酚A型E51(E51雙酚A環(huán)氧樹脂)。胺類固化劑是廣泛用作環(huán)氧樹脂固化劑的有機多胺類化物，本專利技術(shù)對胺類固化劑不做具體限定，只要其與發(fā)泡組合物中的環(huán)氧樹脂適配即可，可選用本領(lǐng)域常用的脂肪族多元胺、芳香族多元胺或胺的衍生物等胺類固化劑，比如可以為3-二乙氨基丙胺，也可以是本領(lǐng)域其它常用的胺類固化劑。環(huán)氧樹脂和胺類固化劑在適宜的溫度下發(fā)生交聯(lián)固化，生成網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂固化體系。抗氧劑(也稱為抗氧化劑)能夠抑制環(huán)氧樹脂固化體系的氧化降解，延長環(huán)氧樹脂固化體系的使用壽命。通常選用無污染、效率高且應用范圍廣的受阻酚類抗氧劑，比如抗氧劑1010，即四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，也可以是本領(lǐng)域其它常用的環(huán)氧樹脂用抗氧劑。發(fā)泡劑可以選用物理發(fā)泡劑，通常選用碳酸鹽類發(fā)泡劑，比如可以是碳酸鈣、碳酸鎂和碳酸氫鈉中的一種或多種，在環(huán)氧樹脂和胺類固化劑發(fā)生交聯(lián)固化的過程中，發(fā)泡劑經(jīng)加熱分解釋放出二氧化碳等氣體，使環(huán)氧樹脂固化體系發(fā)生膨脹，得到具有泡孔結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂固化體系。專利技術(shù)人研究發(fā)現(xiàn)，提高發(fā)泡組合物中的石墨烯含量，可改善環(huán)氧樹脂固化體系的強度和耐熱性，但是如果石墨烯含量過高，環(huán)氧樹脂固化體系的強度和耐熱性變化都不明顯，在實際生產(chǎn)過程中，通常加入0.6-2重量份石墨烯，比如0.6-1.2重量份，就能夠保證環(huán)氧樹脂固化體系具有較好的強度和耐熱性。硅烷偶聯(lián)劑是一類在分子中同時含有兩種不同化學性質(zhì)基團的有機硅化合物，本專利技術(shù)對硅烷偶聯(lián)劑不作嚴格限定，可選用本領(lǐng)域常規(guī)的硅烷偶聯(lián)劑，比如γ-氨丙基三乙氧基硅烷，或者選用以下兩類化學通式的硅烷偶聯(lián)劑：R-Si(OR1)3及RR2-Si(OR1)2，其中，R為氫原子、甲基、乙基、丙基(包括正丙基和異丙基)、丁基(包括正丁基、仲丁基、異丁基和叔丁基)、苯基、環(huán)己基、乙烯基、丙烯基、氨乙基氨丙基、巰基丙基、苯胺甲基，R1為甲基或乙基，R2為氫原子、甲基或乙基。在本專利技術(shù)的具體實施方式中，硅烷偶聯(lián)劑的加入量一般為0.2-0.6重量份。本專利技術(shù)中的發(fā)泡組合物，不需要常規(guī)的擠出、注塑等成型方法，僅需要將上述配比的各組分混合均勻即可獲得，必要時可加入適量的溶劑，不僅可以使各組分混合均勻，而且可以調(diào)整發(fā)泡組合物的粘度。本專利技術(shù)還提供一種空腔結(jié)構(gòu)增強的方法，包括：在空腔內(nèi)布置碳纖維氈布；將上述發(fā)泡組合物注入空腔內(nèi)；將上述發(fā)泡組合物在110-150℃下保溫10-30min。在發(fā)泡組合物注入空腔之前，應首先將碳纖維氈布布置在空腔中，可采用本領(lǐng)域常規(guī)方法進行布置，本專利技術(shù)對此不作嚴格限定，具體可根據(jù)空腔結(jié)構(gòu)的大小，一般布置兩層到四層碳纖維氈布。碳纖維氈布布置完成后，可采用噴涂(噴射)等方式，將發(fā)泡組合物注入空腔中，比如可采用機器人噴涂的方式，以提高注入效率。具體的噴涂量可以根據(jù)空腔體積大小調(diào)節(jié)，一般每立方米體積需使用20-40kg發(fā)泡組合物。上述對發(fā)泡組合物進行保溫的過程，實際就是發(fā)泡組合物的發(fā)泡過程，可以通過對空腔結(jié)構(gòu)進行烘烤，達到環(huán)氧樹脂與胺類固化劑的固化溫度，以及發(fā)泡劑的熱分解溫度。此時，環(huán)氧樹脂與胺類固化劑發(fā)生交聯(lián)固化，并在發(fā)泡劑釋放出的氣體作用下膨脹伸展，直至固化完成，形成具有泡孔結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂固化體系，使部分或全部空腔結(jié)構(gòu)被填充。由于上述環(huán)氧樹脂固化體系本身具有一定的黏性，其不僅與空腔內(nèi)壁具有良好的粘附性，而且與空腔內(nèi)預先布置的碳纖維氈布牢固結(jié)合。并且，在硅烷偶聯(lián)劑的作用下，環(huán)氧樹脂固化體系與碳纖維氈布之間的結(jié)合更加牢固。上述空腔結(jié)構(gòu)，尤其指的是汽車車身的空腔結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)還提供一種發(fā)泡增強復合材料，是將上述發(fā)泡組合物在布置有碳纖維氈布的空腔內(nèi)經(jīng)過發(fā)泡得到。該發(fā)泡增強復合材料是以碳纖維氈布為增強層、具有泡孔結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂固化體系為骨架，對空腔結(jié)構(gòu)形成了良好的粘附與填充，從而能夠?qū)涨唤Y(jié)構(gòu)起到密封的作用，以阻隔空氣流動，降低噪音，提高汽車的NVH性能；并且，由于該發(fā)泡增強復合材料具有一定的強度，從而能夠?qū)涨黄鸬浇Y(jié)構(gòu)增強的作用，將其應用在汽車車身的空腔內(nèi)，能夠顯著提高汽車的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，提升汽車的安全性能。本專利技術(shù)提供了一種發(fā)泡組合物，通過在環(huán)氧樹脂固化體系中加入發(fā)泡劑和石墨烯，使發(fā)泡組合物能夠用于空腔結(jié)構(gòu)的填充與增強。該發(fā)泡組合物具有適宜的粘度，使其使用和操作都較為方便。本專利技術(shù)還提供了一種空腔結(jié)構(gòu)增強的方法及發(fā)泡增強復合材料，利用上述發(fā)泡組合物，最終在空腔內(nèi)形成了以碳纖維氈布為增強層，具有泡孔結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂固化體系為骨架的發(fā)泡增強復合材料，實現(xiàn)了汽車空腔的填充，從而提高了汽車的NVH性能；并且，上述發(fā)泡增強復合材料還能夠顯著提高汽車車身的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，從而實現(xiàn)了空腔結(jié)構(gòu)的增強，提高了汽車的安全性能。并且，該空腔結(jié)構(gòu)增強的方法步驟簡單，易于操作和實施。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實施例提供的空腔結(jié)構(gòu)增強的方法的流程示意圖。具體實本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種發(fā)泡組合物，其特征在于，包括如下重量份的組分：環(huán)氧樹脂60?85份，胺類固化劑5?15份，發(fā)泡劑5?20份，石墨烯0.2?2份，抗氧劑0.5?5份，硅烷偶聯(lián)劑0.2?0.8份。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種發(fā)泡組合物，其特征在于，包括如下重量份的組分：環(huán)氧樹脂60-85份，胺類固化劑5-15份，發(fā)泡劑5-20份，石墨烯0.2-2份，抗氧劑0.5-5份，硅烷偶聯(lián)劑0.2-0.8份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)泡組合物，其特征在于，所述發(fā)泡組合物在20-30℃下的粘度為500-1000Pa·s。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)泡組合物，其特征在于，所述發(fā)泡組合物的發(fā)泡溫度為110-150℃。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的發(fā)泡組合物，其特征在于，所述發(fā)泡劑為碳酸類發(fā)泡劑。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳文倩，
申請(專利權(quán))人：北京汽車股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11