不饱和树脂复合材料6
四、SMC/BM、 RIM、真空模塑、注射模塑和挤拉等在车辆制造中的应用
复合材料在车辆制造中得到日益广泛的应 用,迫切需要研究开发出可使产品质量更稳定、生产效率更高、成型加工费用更低的新材料、新工艺。现在的复合材料成型不限于手糊、模压、缠绕等。新的工艺方法如、滚动模压成型、拉挤、热压罐等相继出现。基体树脂由传统的通用邻苯、间苯树脂、环氧树脂、酚醛树脂向高性能的环氧乙烯基酯树脂发展。增强材料从玻璃纤维向高性能的碳纤维、芳纶纤维等发展。这些高性能材料的使用大大改善了复合材料的结构及性能,提高了成型速度和制造质量,加速了复合材料在汽车上的实用化进程。相信随着车辆工业的发展,将会开发出各种性能优异的原料材料以满足适应和推动日益增长车辆工业的需求。
20世纪80年代以来,许多著名的车辆制造商投入大量人力、物力开展了复合材料技术和先进复合材料在汽车工业中的应用研究。80年代后期,复合材料车身外覆盖件得到大量的应用和推广,如发动机罩、翼子板、车门、车顶板、导流罩、车厢后挡板等,甚至出现了全复合材料的卡车驾驶室和轿车车身。在欧美等国,车辆复合材料的用量约占本国复合材料总产量的33%左右,并呈增长态势。复合材料从制造简单的车辆非承力件到制造承力件,从车辆的外覆件向汽车的内饰件和结构件方向发展,先后研制成先进复合材料驱动轴、板簧和全复合材料汽车底盘和车身等。法国公SORA司为雷诺汽车公司开发了全复合材料轿车车身和重型卡车驾驶室。上海通用柳州公司和东风公司计划推出全复合材料家庭用小轿车。
1.SMC/BMC用可增稠环氧乙烯基酯树脂
乙烯基酯树脂可设计符合片状模塑料工艺的要求,即增稠型乙烯基酯树脂(如FUCHEM893)。这是一种可使固化过程分段进行的树脂,用于预浸渍料或片状模塑料,使固化反应先进行,到阶段,然后再进行热压成型。用树脂,必须有化学增稠性能,又能保留分子中的不饱和性,使之在成型时可进行交联固化。为此在乙烯基酯分子上引入了酸性官能团,供稠化反应用。这种树脂较聚酯树脂对玻璃纤维的渗透性好,有更好的流动性,使热压时压力可以减低,在B阶段又有很快的反应速度。
这种环氧乙烯基酯树脂片状模塑料可用于模压结构件,特别是汽车上的结构件,以减轻重量。加入热塑性材料的低收缩添加剂可以改善表面性能及低收缩性。乙烯基酯树脂SMC/BMC主要在汽车中获得应用,尤其用于制造高强度结构件,在这些零部件中物理机械性能如强度、韧性更为重要,而外观要求相对不高。另外它也应用于耐腐蚀或耐热的环境。表4列举了汽车型SMC和高强度乙烯基酯树脂SMC(HSMC)的强度性能比较。
表4 SMC(HSMC)的强度性能比较
|
参数 |
SMC |
HSMC |
HSMC |
|
玻璃纤维含量/% |
40 |
50 |
65 |
|
树脂含量/% |
30 |
25 |
35 |
|
填料含量/% |
30 |
25 |
0 |
|
拉伸强度/ |
131 |
179 |
221 |
|
弯曲强度/ |
296 |
345 |
428 |








































