车辆用高韧性、耐冲击型折边结构胶粘剂研究

发布时间：2020-08-31 22:21

　　为满足消费者对汽车的安全性要求日益提高的发展趋势,汽车设计师对汽车钢板用折边胶也提出了新的要求。原用汽车折边胶只通过剪切强度和T字T型剥离强度来衡量该胶的强度和韧性,但是在衡量汽车发生碰撞时的安全性时,这两项指标是远远不够的。新标准中提出了“高韧性、耐冲击型折边结构胶粘剂”(以下简称“胶粘剂”),并且进一步要求了-40℃和80℃的冲击强度指标。新标准是对原来折边胶标准的升级换代,也对原材料体系提出了新挑战,为满足新的要求,需要重新研发高韧性、耐冲击型折边结构胶粘剂。在本研究中首先建立冲击强度的测试方法,检测钢板规格以及测试条件。然后筛选了能够满足所需冲击强度的特种环氧树脂材料,以及该胶粘剂配方中各组分的甄选等。作为企业生产用配方,本研究还需考虑配方成本,使该胶粘剂在既满足新标准要求的情况下,又具有市场竞争力。本文考察并使用了自转公转混合搅拌机。该类搅拌机不仅缩短了材料的混合时间,还节约了材料的使用量。通过该方法混合材料时,使用原材料量仅是传统方法的十分之一。在材料筛选过程中,重点研究了核壳橡胶增韧环氧树脂、纳米橡胶改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂的冲击强度指标,以及耐高低温性能,分别选定了耐高温冲击强度较好的材料和低温冲击强度较好的材料,作为主体材料。选择合适的材料后,通过双行星搅拌器工艺,进行了配方的配比优化。先确定主体材料配比,再根据主体材料的配比进一步确定配方内其它组分比例。同时兼顾了材料的理化性能指标和加工工艺等,最终确定了合适的配方体系。考虑到胶粘剂的机器手施工性,通过玻璃微珠的配比和对钢板产生的压痕,进而确定了该配方中玻璃微珠的粒径和加入量。本研究中成功研制出了一款使用国产材料为主的,车辆用高韧性、耐冲击型折边结构胶。该胶粘剂的成功研发和投产,为中国汽车胶行业知识产权自主化注入了新的动力。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ433.437
【部分图文】：

核壳,氧树,橡胶,橡胶粒子

核组成的核壳橡胶粒子。核壳橡胶改性的环氧树脂在外应力的作用下，由于环氧树脂里的核壳橡胶大规模的塑性变形使其吸收能量。核壳橡胶在环氧树脂中的分散形态如图1.1所示，橡胶粒子在外力作用下发生变形的过程见图 1.2。图 1.1 核壳橡胶在环氧树脂中分散状态

聚合材料,塑性变形过程,橡胶粒子

图 1.2 橡胶粒子诱导聚合材料塑性变形过程在外力作用下，核壳橡胶分子发生形变，核壳橡胶分子在环氧树脂中有了外界能量，使整体韧性提升。Kaneka 公司日前开发出一种名为“Kanes MX”的改性剂，这种改性材料 100 nm 的核壳微粉均匀分散在环氧树脂中所制得的产品，常温冲击韧性 45 N/mm。M Okubo 和 JIzumi[3]等人研究了连续法制成的种子乳液，种子乳液进一成核壳橡胶结构的材料，用于增韧环氧树脂，以及改性环氧树脂的抗冲击性得了良好的效果。Hsieh K H[4]等人在环氧树脂的增韧改性研究中发现，热塑性树脂、刚性粒壳橡胶等对环氧树脂的韧性具有良好效果。Ishizu K[5]研究发现，在橡胶改性的双酚 A 型环氧树脂中加入玻璃微珠后

透射电镜,图片,透射电镜,样品

图 1.3 样品透射电镜图片射电镜图片可以看到，样品中有 100 纳米左右的聚合物小球，性环氧或核壳橡胶增韧环氧树脂。内研究现状介绍汽车厂家已经对该类胶粘剂提出了需求，部分汽车厂家直接拿要求国内企业进行技术对接。但是目前国内受检测条件的影响设备需要进口，价格昂贵，且国内三方检测机构也不能对该类致该类产品在国内开发缓慢。国内的胶类企业只能最大限度的剥离强度指标。对冲击强度的指标来说，因为没有检测设备度的规律[31]。价材料韧性时，大多采用哑铃型模具（其尺寸规格见图 1.4）制料试验机上检测拉伸强度和伸长率指标（见图 1.5），但是由

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