一种汽车用异种材料连接防腐涂层的制备方法及其防腐涂料与流程

文档序号:11686564阅读:382来源:国知局

本发明属于汽车连接技术领域,具体涉及一种汽车用异种材料连接防腐涂层的制备方法及其防腐涂料。



背景技术:

随着汽车非金属复合材料应用的日益广泛,汽车非金属复合材料与金属零部件尤其是紧固件的之间异种材料连接的防腐蚀问题日益突出,非金属复合材料由于其自身较高的电极电位,当其与金属相接触时,在有腐蚀介质存在的条件下,复合材料中的非金属作为阴极,金属作阳极,表面发生氧化反应,金属转化为金属离子进入腐蚀介质。对于电极电位较低的金属的腐蚀速率会更加快。同时,试验发现体系温度升高或电解液浓度的增大均能使电偶腐蚀的情况更加严重。

目前的汽车连接装配中金属紧固件连接主要是以螺栓连接为主,因为螺栓连接承载较高而且拆卸时不易损坏碳纤维汽车零部件结构。采用钛合金的紧固件可以减缓电偶腐蚀的情况,但是成本增加也是相当的可观,所以在金属紧固件与非金属复合材料零部件之间添加一层防腐涂层可以既解决电偶腐蚀又不会大幅增加成本,是比较可行的防电偶腐蚀解决措施,但是目前汽车行业常用的涂层达不到这样的效果,汽车行业中传统防腐蚀涂层已经不能满足非金属复合材料与金属材料连接紧固件的实际防腐需求。



技术实现要素:

为了解决上述存在的技术问题,本发明设计了一种汽车用异种材料连接防腐涂层的制备方法及其防腐涂料,利用该防腐涂层作为金属紧固件和非金属复合材料汽车零部件之间的隔层,避免了金属与非金属复合材料异种材料连接之间由于电势差而产生的电偶腐蚀。使用成本低廉,可用于大规模生产,且不会对非金属复合材料汽车零部件造成损伤,从而进一步提高了汽车的结构安全性,有助于非金属复合材料汽车零部件的推广应用。

为了解决上述存在的技术问题,本发明采用了以下方案:

一种汽车用异种材料连接防腐涂料,其特征在于,包括甲组份和乙组份,甲组分混合均匀后再加入乙组分;所述甲组份包括37-46%的环氧树脂、28-35%的二甲苯和丁醇的混合溶剂、10-16%的甲基丙烯酸丁酯、5-10%的石墨、0.5-2%的流平剂及润湿剂,所述乙组份包括10-14%的固化剂dmdc;上述百分比均为体积百分比。

进一步,所述甲组份包括37-43%的环氧树脂、28-30%的二甲苯和丁醇的混合溶剂、12-16%的甲基丙烯酸丁酯、5-10%的石墨、0.5-2%的流平剂及润湿剂,所述乙组份包括10-14%的固化剂dmdc;上述百分比均为体积百分比。

进一步,所述二甲苯和丁醇的混合溶剂中,二甲苯和丁醇的体积比为1:1。

一种汽车用异种材料连接防腐涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)根据上述任一所述的防腐涂料配制防腐涂层溶液;

(2)对与碳纤维汽车零部件直接接触的金属表面做表面预处理;

(3)喷涂:对步骤(2)中表面预处理后的金属表面喷涂防腐涂层溶液从而形成防腐涂层。

进一步,上述步骤(2)中,表面预处理包括用丙酮清洁与碳纤维汽车零部件直接接触的金属表面,并使这些金属表面干燥。

进一步,上述步骤(3)中,防腐涂层的厚度为80-300μm。

进一步,防腐涂层的厚度为80μm。

进一步,上述步骤(1)中防腐涂层溶液的配制、上述步骤(3)中的喷涂均可采用机械化设备,自动化生产。

进一步,还包括步骤(4),即完成涂覆有防腐涂层的金属件与碳纤维汽车零部件之间异种材料连接的连接装配。

进一步,上述步骤(4)中,完成连接装配前进行预检查和预装配。

该汽车用异种材料连接防腐涂层的制备方法及其防腐涂料具有以下有益效果:

(1)本发明不仅成本低廉,操作方便,更是具有优异的耐腐蚀的优点,采用这种防腐蚀涂层后,碳纤维与金属之间不再发生电偶腐蚀,可以发挥出碳纤维零部件的质量轻强度高的优势和金属紧固件承载高且可拆卸的优点。

(2)本发明利用一种防腐涂层实现非金属与金属之间异种材料连接的防腐隔离,金属紧固件首先涂覆上一层防腐蚀涂层以后再与非金属复合材料零部件直接接触,装配组合,可以实现自动化生产降低成本,同时提供优异的防腐蚀性能。这种方法成本低廉,竞争力强,有利于非金属复合材料汽车零部件的推广应用。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种汽车用异种材料连接防腐涂料,包括甲组份和乙组份。其中甲组份包括37-46%的环氧树脂、28-35%的混合溶剂(二甲苯,丁醇)、10-16%的甲基丙烯酸丁酯、5-10%的石墨、0.5-2%的流平剂和润湿剂。乙组份包括10-14%的固化剂dmdc。上述百分比均为体积百分比。混合溶剂由体积比为1:1的二甲苯和丁醇混合而成。

甲组分是环氧树脂,乙组分是固化剂。甲组分是涂层的基体,各类添加剂可以提高涂层的强度和冲击韧度、抗弯强度及耐热性能等。配制时,先将甲组分混合均匀然后再加入乙组分,一旦加入固化剂就发生化学反应将整个体系固化,所以在加入固化剂后一段时间内(2小时内)立即施涂,否则就会失效。

实施例1

本实施例提供了一种汽车用异种材料连接防腐涂层的制备方法,包括以下步骤:

第一步,配制防腐涂层溶液:甲组份:环氧树脂37%,混合溶剂(二甲苯,丁醇,1:1,v:v)30%,甲基丙烯酸丁酯16%,石墨5%,迪高的450流平剂0.3%,陶氏化工的np-9润湿剂0.2%;乙组份:固化剂dmdc,11.5%;先将甲组分混合均匀然后再加入乙组分,上述百分比均为体积百分比。工业生产时,防腐涂层的配制可以采用机械化设备,自动化生产;

第二步,对金属紧固件做表面预处理:本实施例中金属紧固件是不锈钢螺栓,用丙酮清洁不锈钢螺栓并干燥;金属紧固件表面预处理可以采用机械化设备,自动化生产;

第三步,喷涂:对表面预处理后的不锈钢螺栓喷涂耐腐蚀涂层溶液,涂层厚度为80-300μm,本实施例中,选择涂层厚度为80μm;工业生产时,可以采用机械化设备,自动化生产;

第四步,将喷涂过防腐涂层的不锈钢螺栓作为碳纤维车门与车身安装的连接紧固件直接使用,完成连接装配前进行预检查和预装配。

对上述喷涂过防腐涂层的不锈钢螺栓做盐雾耐腐蚀实验,实验条件为在35摄氏度下,5%的氯化钠水溶液,在试验箱内喷雾,模拟环境的加速腐蚀方法,其耐受时间长短决定耐腐蚀性能的好坏,结果如下表所示:

实施例2

本实施例提供了一种汽车用异种材料连接防腐方法,包括以下步骤:

第一步,配制防腐涂层溶液:甲组份:环氧树脂43%,混合溶剂(二甲苯,丁醇,1:1,v:v)28%,甲基丙烯酸丁酯12%,石墨5.5%,迪高的450流平剂0.2%,陶氏化工的np-9润湿剂0.3%;乙组份:固化剂dmdc,11%;先将甲组分混合均匀然后再加入乙组分,上述百分比均为体积百分比。工业生产时,防腐涂层的配制可以采用机械化设备,自动化生产;

第二步,对金属紧固件做表面预处理:本实施例中金属紧固件是不锈钢螺栓,用丙酮清洁不锈钢螺栓并干燥;金属紧固件表面预处理可以采用机械化设备,自动化生产;

第三步,喷涂:对表面预处理后的不锈钢螺栓喷涂耐腐蚀涂层溶液,涂层厚度为80-300μm,本实施例中,选择涂层厚度为80μm;工业生产时,可以采用机械化设备,自动化生产;

第四步,将喷涂过防腐涂层的不锈钢螺栓作为碳纤维车门与车身安装的连接紧固件直接使用,完成连接装配前进行预检查和预装配。

对上述喷涂过防腐涂层的不锈钢螺栓做盐雾耐腐蚀实验,实验条件为在35摄氏度下,5%的氯化钠水溶液,在试验箱内喷雾,模拟环境的加速腐蚀方法,其耐受时间长短决定耐腐蚀性能的好坏,结果如下表所示:

显然,采用了本防腐蚀涂层的不锈钢螺栓耐腐蚀性能大大提升。

本发明有如下优点:成本低廉,便于自动化生产,可以将高强度、低质量、耐腐蚀且抗疲劳的碳纤维汽车零部件与相连的金属配件安全相连而不产生电偶腐蚀。此举增加了连接的承载能力,提高了连接的寿命和强度,最终形成有效的高强度低质量的连接装配,既保障了可靠性也降低了成本。

上面结合实施例对本发明进行了示例性的描述,显然本发明的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。

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