高性能環(huán)氧乙烯基酯樹脂在車輛制造上的應(yīng)用

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1、.高性能環(huán)氧乙烯基酯樹脂在車輛制造上的應(yīng)用沈偉劉金安*王天堂陸士平(上海富晨化工有限公司上海200233,*秦皇島金威爾復(fù)合材料有限公司)摘要：本文介紹了幾種特種環(huán)氧乙烯基酯樹脂在不同類型車輛部件制造上的應(yīng)用情況，并闡述了高性能樹脂基復(fù)合材料在車輛上應(yīng)用的情況和發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：環(huán)氧乙烯基酯樹脂樹脂基復(fù)合材料車輛部件應(yīng)用1、前言隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的發(fā)展，城市人口和城市數(shù)量急劇增長(zhǎng)，城市交通越來越受到人們關(guān)注，汽車，軌道交通成為人們?nèi)粘Ｉ?、工作、旅游的主要交通工具。現(xiàn)代車輛車身除滿足強(qiáng)度和使

2、用壽命的要求外，還應(yīng)滿足性能、外觀、安全、價(jià)格、環(huán)保、節(jié)能等方面的需要。在上世紀(jì)八十年代，車輛的整車質(zhì)量中，鋼鐵占80％，鋁占3％，樹脂為4％。自1978年世界爆發(fā)石油危機(jī)以來，作為輕量化材料的高強(qiáng)度鋼板，表面處理鋼板用量逐年上升，有色金屬材料總體有所增加，其中，鋁的增加明顯，非金屬材料也逐步增長(zhǎng)，近年來開發(fā)的高性能工程塑料、復(fù)合材料，不僅替代了普通塑料，而且品種繁多，在車上的應(yīng)用范圍越來越廣泛。車輛工業(yè)成為一個(gè)國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，一直把輕質(zhì)高強(qiáng)、加工方便的復(fù)合材料視為車輛表面覆蓋件和內(nèi)部結(jié)構(gòu)理想材

3、料，以推動(dòng)車輛的輕量化、低油耗、高安全性，并減少環(huán)境污染和降低車輛的制造與使用綜合成本。國(guó)外很多知名車輛制造廠商都投入大量人力、物力開展復(fù)合材料技術(shù)在車輛上的應(yīng)用研究，復(fù)合材料在車輛上的應(yīng)用包括外裝飾以及承力結(jié)構(gòu)部件。作為高分子復(fù)合材料的基體樹脂有通用不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹酯、環(huán)氧乙烯基酯樹脂等，其中高性能環(huán)氧乙烯基酯樹脂以其優(yōu)良的物理性能和良好的工藝適應(yīng)性，合理的性價(jià)比成為高性能復(fù)合材料基體材料的重要選材，尤其在GFRP（玻璃纖維增強(qiáng)塑料）和CFRP（碳纖維增強(qiáng)塑料）這兩類復(fù)合材料中

4、。本文著重介紹各類型高性能環(huán)氧乙烯基酯樹脂在車輛部件上方面的應(yīng)用情況。2、環(huán)氧乙烯基酯樹脂乙烯基酯樹脂是采用環(huán)氧樹脂與不飽和酸反應(yīng)制成的，使其具有類似于環(huán)氧樹脂的力學(xué)特性的同時(shí)，更具有不飽和樹脂的工藝特性。其分子鏈的末端具有高交聯(lián)度、高反應(yīng)活性的雙鍵，化學(xué)性能穩(wěn)定，其中穩(wěn)定苯醚鍵使乙烯基酯樹脂耐腐蝕。另外，酯基只位于分子鏈端部，固化反應(yīng)時(shí)交聯(lián)也是只在端部進(jìn)行，整個(gè)分子鏈都不參加反應(yīng)，因此，分子鏈可以拉伸，并表現(xiàn)出較好的韌性，延伸率可達(dá)到4％～8％。同時(shí)，乙烯基酯分子中的羥基，增加了樹脂對(duì)玻璃纖維

5、的浸潤(rùn)性。較低的粘度使樹脂適合于大多數(shù)的玻璃鋼工藝成型。3車輛部件制造使用高性能乙烯基樹脂的種類：word范文.3.1通用標(biāo)準(zhǔn)型雙酚A環(huán)氧乙烯基酯樹脂標(biāo)準(zhǔn)雙酚A環(huán)氧乙烯基酯樹脂是采用甲基丙烯酸與雙酚A環(huán)氧樹脂等通過催化劑反應(yīng)合成，已溶于苯乙烯溶液，該樹脂在具有以下的特點(diǎn)：1》高強(qiáng)度；2》較好的韌性和延伸率、耐疲勞性好；3》耐熱性好；4》樹脂的分子結(jié)構(gòu)表明：與普通乙烯基酯樹脂（如富馬酸改性型乙烯基酯樹脂）相比，該樹脂具有改善玻纖浸潤(rùn)性和提高粘接力，也可承受更高的外力沖擊的化學(xué)基團(tuán)，具有優(yōu)良的工藝性

6、；由于環(huán)氧乙烯基酯樹脂以其具有的足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度、耐熱循環(huán)、耐腐蝕的獨(dú)特性能，更好地滿足了高品質(zhì)FRP產(chǎn)品的要求。但這類樹脂的固化收縮率還是相對(duì)比較大的，不能滿足一些產(chǎn)品尺寸精度較高的產(chǎn)品，這一點(diǎn)在汽車工業(yè)中尤其重要。但一直以來困擾FRP工程師的如何控制樹脂固化收縮的技術(shù)問題，并沒有得到實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，更多的FRP工程師在進(jìn)行FRP制品和模具設(shè)計(jì)、制造時(shí)通過經(jīng)驗(yàn)來制定收縮余量，控制收縮；或通過添加填料、低收縮添加劑來控制收縮，保證制品的尺寸精度，但實(shí)際效果并不明顯，或影響其他性能等。而國(guó)內(nèi)上海

7、富晨化工首創(chuàng)的超低收縮型乙烯基酯樹脂的成功開發(fā)和應(yīng)用給FRP工程師帶來更好的選擇，則很好地解決了上述技術(shù)難題，使廠家很輕易地制作出高品質(zhì)的FRP制品和模具，給FRP工業(yè)帶來深遠(yuǎn)的影響，該產(chǎn)品的推出在國(guó)內(nèi)外FRP業(yè)界引起了很大的反響。在汽車、火車、模型、模具等行業(yè)的FRP產(chǎn)品開發(fā)中得到廣泛的應(yīng)用，下面就其中一些典型的應(yīng)用作一簡(jiǎn)單的介紹。3.1.1FRP汽車部件的制作主要采用手糊、噴射、RTM、真空滲透樹脂等成型工藝制作尺寸精度要求比較高的結(jié)構(gòu)和次結(jié)構(gòu)部件，車門、儀表盤、車身殼體、硬殼車頂、引擎蓋等

8、；環(huán)氧乙烯基酯樹脂用于RTM、真空滲透樹脂工藝制作FRP汽車部件越來越多。美國(guó)福特四輪驅(qū)動(dòng)Aerostar橫梁是采用用FRP部件設(shè)計(jì)制造的。多功能車的前橫梁/橫向彈簧，這一體化構(gòu)件雖小但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且可承受高載荷，只需用螺栓將其固定在車上。由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、耐久性和懸掛等性能要求，所以采用的材料主要是玻璃纖維增強(qiáng)材料和乙烯基酯樹脂，制造工藝為RTM。在六個(gè)裝附件處和緩沖塊安裝處，由鋼嵌入件增強(qiáng)以承受很高的壓縮載荷。結(jié)構(gòu)本身由聚氨酯泡沫芯材和變厚度的復(fù)合材料蒙皮組成。其他裝附件處如低位懸臂梁處則采