[发明专利]一种填充汽车吸能盒的缓冲吸能材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种填充汽车吸能盒的缓冲吸能材料，采用以下重量份数的原料制成：双酚A型环氧树脂100份、粉煤灰空心微珠5‑25份、纸浆木质素纤维1‑15份、硅烷偶联剂2‑5份、固化剂10‑50份、促进剂1‑3份、稀释剂10‑35份、消泡剂3‑5份。本发明还公开了一种填充汽车吸能盒的缓冲吸能材料的制备方法。本发明提供的一种填充汽车吸能盒的缓冲吸能材料具有质量轻、缓冲吸能效果好、造价低、耐高低温、稳定性好的优点，可以填充汽车前端吸能盒，在实现更好吸能效果的同时，减轻质量，降低生产及后期维修成本，并且本发明的制备方法简单，原料价廉易得，环保可再生，是一种适于大规模工业生产的新型复合材料，具有广阔的应用前景，可广泛应用于车辆吸能部件。

技术领域

本发明涉及环氧树脂基复合材料领域，具体涉及一种填充汽车吸能盒的缓冲吸能材料及其制备方法。

背景技术

汽车前端吸能装置是车辆正面碰撞保护车体的主要承担者，通常包括防撞横梁与易压溃纵梁(即吸能盒)两个部分，并通过螺栓连接固定在汽车底盘上。当车辆发生正面碰撞时，防撞横梁作为冲击载荷传递过程中的第一接触者，将接触点的集中载荷通过刚性结构转为均布载荷，并将碰撞产生的能量向后方吸能盒传递。这时，吸能盒在此载荷的作用下，发生塑性变形尽可能多的吸收由防撞横梁传递来的能量，降低碰撞能量向底盘纵梁与车身A柱的传导值，从而起到保护车体与车内乘员的作用。

传统吸能盒主要以热轧成型的钢材与铝材为主，但因为金属材料本身碰撞吸能效果较差和密度较高，不符合当下车身轻量化的要求，且制造成本高，在车辆发生前端撞击时，因更换吸能盒导致维修费用高。

本发明旨在提供一种填充汽车吸能盒的缓冲吸能材料及其制备方法。

发明内容

针对传统吸能盒的缺点，本发明提供了一种质量轻、缓冲吸能效果好、造价低、耐高低温、稳定性好的缓冲吸能材料及其制备方法，可以用做汽车前端吸能盒的填充材料，提高吸能盒的吸能效果，降低更换吸能盒的成本并使汽车更加轻量化。

本发明提供如下技术方案：

一种填充汽车吸能盒的缓冲吸能材料，其特征是按以下重量份数的原料制成：双酚A型环氧树脂100份、粉煤灰空心微珠5-25份、纸浆木质素纤维1-15份、硅烷偶联剂2-5份、固化剂10-50份、促进剂1-3份、稀释剂10-35份、消泡剂3-5份。

作为上述技术方案的优选，所述双酚A型环氧树脂的环氧当量值为186.2g/ep，无机氯含量48mg/kg。

双酚A型环氧树脂中含有异丙基，可减小分子间作用力并赋予树脂一定韧性，苯环则赋予了聚合物耐热性和刚性，是一种比较理想的吸能基体材料。

作为上述技术方案的优选,所述纸浆木质素纤维的长度为500-600μm，直径为15-20μm。

纸浆木质素纤维以回收废旧纸张为原料生产，成本较低，更具有环保价值，木质素纤维也属于可再生资源。虽然其灰分含量较高，需加入重钙处理，但加入重钙处理后的纸浆木质素纤维更易形成短而扁平的纤维结构，在环氧树脂基体中的比表面积更大，更易形成纤维网状结构。

作为上述技术方案的优选,所述粉煤灰空心微珠为60目，含水率≤1.0％，抗压强度20MPa。

粉煤灰空心微珠是煤粉进入高温炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的，属工业副产品且价格低廉。大量粉煤灰如果不加以处理，会造成大气污染，进入水体会淤塞河道，其中某些化学物质对生物和人体也会造成危害，因此采用粉煤灰空心微珠，不仅成本较低，而且对废物利用及环境保护也非常有利。

作为上述技术方案的优选,所述偶联剂为KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、KH-560(3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、KH-570(甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)中的任一种或几种的组合。