一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层及其制备方法与流程

专利2025-12-21  6


本技术涉及汽车安全气囊涂层材料,更具体地说,涉及一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层及其制备方法。


背景技术:

1、近年来,随着汽车市场的扩大,汽车已成为一种不可或缺的代步工具,随之而来的汽车使用安全性也越来越引起人们的关注,而安全气囊是目前广泛应用的被动安全系统的汽车重要零部件,它可有效地降低乘员在碰撞中所承受的减速冲击和二次碰撞力,在极短的时间内,在驾驶员或乘员的前部或侧面形成弹性气垫,并及时泄压、收缩,吸收冲击能量,从而有效地保护人体头部和胸部,是驾驶员或乘员在汽车碰撞中重要、有效的保护措施,安全气囊的种类及装配率及安全性也越来越受到人们的高度关注。

2、现有的安全气囊,气体发生器的火药爆炸,仅0.003ms后气囊就展开,0.2ms后气囊收缩。火药爆炸时的最高温度可达到2000℃,现有的安全气囊涂层材料,其自身具有防潮、防火、绝缘和密封等性能优异,随着汽车产业发展,研发新型的性能优良的涂层材料对我国的研发人员来说是一个重要的课题,即防止由发生器产生的热气在经过气囊涂层逸出时,气囊老化劣化、强度降低,最终导致气囊撕裂、缝孔撕破乃至爆裂,对驾驶员或乘员造成严重危害。


技术实现思路

1、针对现有安全气囊涂层抗撕裂性和抗老化性差的问题,本技术提供一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层及其制备方法。

2、第一方面,本技术提供一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层,采用如下技术方案:

3、包括a组份和b组份,其中a组份包括如下重量份数的各组份:乙烯基硅油65-85份、有机硅扩链剂12-15份、有机硅交联剂3-5.5份、抑制剂0.05-0.1份、硅烷偶联剂2.5-3份;b组份包括如下重量份数的各组份:乙烯基含氟硅油40-80份、催化剂0.1-0.7份、增粘剂1.5-3份、防老剂dw1-3份;所述a组份的乙烯基硅油包括乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和苯基乙烯基硅油。

4、通过采用上述技术方案,通过乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和苯基乙烯基硅油和含氢硅油反应提供交联框架,苯基对周围基团的屏蔽作用在一定程度上提高了树脂化学稳定性,且乙烯基和含氢基团形成交联固化后,苯基之间的共轭电子作用进一步提高这种效果,降低树脂聚合链段的化学活性,提高涂膜稳定性和强度,增强材料的防老化性能,且具有较强的耐溶剂、耐水性和耐烧蚀性、耐高温性能等优异特性;发明人同时在涂料中添加乙烯基含氟硅油,并发现通过苯基乙烯基硅油和乙烯基含氟硅油的添加显著提高了涂膜耐老化、耐水耐油的效果,这可能是由于,加入乙烯基含氟硅油,乙烯基含氟硅油中含氟基团为吸电子基,乙烯基促进交联密度,使得乙烯基含氟硅油可以与上述交联框架产生分子间相互作用力,嵌入或附着在交联网络体系表面;三氟甲基等含氟基团因其f与f之间的位阻效应而呈爪状分散,且氟基团和苯基在不同的硅烷侧链,使得部分f原子暴露在交联体系表面,部分分散在苯环之间,而不被苯环的位阻作用所遮蔽,能够进一步提升苯环的屏蔽作用,提高耐老化性能的同时充分发挥了乙烯基含氟硅油具有的疏水疏油性和苯基的抗老化、稳定性,并提高了体系的交联密度,提高了抗撕裂的效果。另外,还提高涂层的耐磨性、耐热稳定性、耐油、耐腐蚀等,提高涂层的使用寿命。

5、有机硅扩链剂的加入,扩链剂的长链可伸入交联结构中,起到加固交联点的作用,以此来提高整体的稳定性和机械性能;采用有机硅交联剂并保证交联反应的顺利进行,提高反应效率,并有效控制反应过程;催化剂提高乙烯基硅油与有机硅扩链剂等含氢硅油之间的交联反应效率,促进含氢硅油及双键的活化,增加硅油分子链与催化金属中心强相互作用点的数量,同时提高催化剂金属氧化加成后的稳定性,防止金属沉淀失活,保证交联反应的顺利进行,进而加快乙烯基硅油和交联剂、扩链剂等的结合,确保产品具有良好的力学性能和稳定性,增强了材料的抗撕裂性能;通过加入增粘剂及防老剂,进一步提高涂层材料的致密性能及抗老化性能。另一方面,加入硅烷偶联剂,可进一步提高涂料的附着力,避免涂层剥落。

6、在一个具体的可实施方案中,所述乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和苯基乙烯基硅油的质量比为(5-8):1。

7、通过采用上述技术方案,一定比例范围的乙烯基硅油,有助于使涂层材料耐磨性能、以及耐紫外光老化等方面的测试表现优异,使得涂层材料面对较为复杂的外界环境能够保持较佳的稳定性而不容易被破坏,延长材料使用寿命。申请人发现,苯基乙烯基硅油在上述比例下涂层具有较好的性能。当体系中苯基含量不足,导致侧链结构不够紧密,使得相邻苯基作用力较小,共轭屏蔽作用小,影响交联框架结构整体稳定性及力学性能,耐老化性能较差;当体系中苯基含量过高时,侧链苯基过多,反而不利于交联体系的交联反应进行,导致交联体系强度降低,耐老化性能较差,且过多的苯基容易导致含氟基团的遮蔽而使得疏水疏油性能降低,另外,过多的苯环也影响涂膜的柔韧性。

8、在一个具体的可实施方案中,所述b组分的乙烯基含氟硅油为端乙烯基氟硅油。

9、在一个具体的可实施方案中,所述抑制剂为马来酸二烯丙酯;增粘剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯;有机硅交联剂为聚甲基氢硅氧烷。

10、在一个具体的可实施方案中,所述硅烷偶联剂为质量比为1:2的kh560和kh570。

11、所述有机硅扩链剂为氢封端聚二甲基硅氧烷。

12、第二方面,本技术提供一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层的制备方法,采用如下的技术方案:

13、一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层的制备方法,包括以下步骤:

14、(1)按照a组分的配方用量,取乙烯基硅油、有机硅扩链剂,200-300rpm搅拌混合10-20min,再加入有机硅交联剂、抑制剂、硅烷偶联剂,再混合10-15min制备得到a组分;

15、(2)按照b组分的配方用量加入依次加入乙烯基含氟硅油、催化剂、增粘剂、防老剂dw,常压下200-300rpm搅拌20-30min,则制备得到b组分;

16、(3)将组份a和组份b按照1:1的重量比混合均匀后,得到涂布液,涂布于基材表面,固化处理过后得抗老化抗撕裂安全气囊涂层。

17、通过a组分和b组分混合,涂布,并固化,其配方中各组份的选择搭配和用量的优化,以及制备方法中参数的设定,均保证了产品固化后的薄膜具有更薄、平整性好、拉伸性能好和撕裂性能好的特点,而且成本低廉,制备方法简单,易使用。

18、在一个具体的可实施方案中,所述固化处理为温度为160-180℃,固化时间为1-3min。

19、综上所述,本技术具有以下有益效果:

20、1、通过乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和苯基乙烯基硅油和含氢硅油反应提供交联框架,苯基对周围基团的屏蔽作用一定程度上提高了树脂化学稳定性,且乙烯基和含氢基团形成交联固化后,苯基之间的共轭电子作用进一步提高这种效果,降低树脂的化学活性,提高涂膜稳定性和强度,增强材料的防老化性能,且具有较强的耐溶剂、耐水性和耐烧蚀性、耐高温性能等优异特性;发明人同时在涂料中添加乙烯基含氟硅油,并发现通过苯基乙烯基硅油和乙烯基含氟硅油的添加相比于单独添加苯基乙烯基硅油和乙烯基含氟硅油,显著提高了涂膜耐老化、耐水耐油的效果,这可能是由于,加入乙烯基含氟硅油,乙烯基含氟硅油中含氟基团为吸电子基,乙烯基促进交联密度,使得乙烯基含氟硅油可以与上述交联框架产生分子间相互作用力,嵌入或附着在交联网络体系表面;三氟甲基等含氟基团因其f与f之间的位阻效应而呈爪状分散,且氟基团和苯基在不同的硅烷侧链,使得部分f原子暴露在交联体系表面,部分分散在苯环之间,而不被苯环的位阻作用所遮蔽,充分发挥了乙烯基含氟硅油具有的疏水疏油性和苯基的抗老化、稳定性,并提高了体系的交联密度,提高了抗撕裂的效果。另外,还提高涂层的耐磨性、耐热稳定性、耐油、耐腐蚀等,提高涂层的使用寿命。

21、2、苯基乙烯基硅油在适宜的添加比例下,能够和有机硅含氟硅油配合发挥更好的耐老化效果,有助于使涂层材料耐磨性能、以及耐紫外光老化等方面的测试表现优异,使得涂层材料面对较为复杂的外界环境能够保持较佳的稳定性而不容易被破坏,延长材料使用寿命。申请人发现,当体系中苯基含量不足,导致侧链结构不够紧密,使得相邻苯基作用力较小,共轭屏蔽作用小,影响交联框架结构整体稳定性及耐老化性能;当体系中苯基含量过高时,侧链苯基过多,反而不利于交联体系的交联反应进行,导致交联体系强度降低,不利于形成致密的涂层,从而降低耐老化性能,且过多的苯基容易导致含氟基团的遮蔽而使得疏水疏油性能降低,另外,过多的苯环也影响涂膜的柔韧性;通过加入硅烷偶联剂,进一步提高了涂料的附着力,避免涂层剥落。


技术特征:

1.一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层,其特征在于:包括a组份和b组份,其中a组份包括如下重量份数的各组份:乙烯基硅油65-85份、有机硅扩链剂12-15份、有机硅交联剂3-5.5份、抑制剂0.05-0.1份、硅烷偶联剂2.5-3份;b组份包括如下重量份数的各组份:乙烯基含氟硅油40-80份、催化剂0.1-0.7份、增粘剂1.5-3份、防老剂dw1-3份;所述a组份的乙烯基硅油包括乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和苯基乙烯基硅油。

2.根据权利要求1所述的一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层,其特征在于:所述乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和苯基乙烯基硅油的质量比为(5-8):1。

3.根据权利要求1所述的一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层,其特征在于:所述b组分的乙烯基含氟硅油为端乙烯基含氟硅油。

4.根据权利要求1所述的一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层,其特征在于:所述抑制剂为马来酸二烯丙酯;有机硅交联剂为聚甲基氢硅氧烷。

5.根据权利要求1所述的一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层,其特征在于:所述增粘剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。

6.根据权利要求1所述的一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层,其特征在于:所述有机硅扩链剂为氢封端聚二甲基硅氧烷。

7.根据权利要求1-6所述的一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:

8.根据权利要求7所述的一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层的制备方法,其特征在于:所述固化处理为温度为160-180℃,固化时间为1-3min。


技术总结
本申请涉及汽车安全气囊涂层材料,更具体地说,涉及一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层及其制备方法。一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层,包括A组份和B组份,其中A组份包括如下重量份数的各组份:乙烯基硅油65‑85份、有机硅扩链剂12‑15份、有机硅交联剂3‑5.5份、抑制剂0.05‑0.1份、硅烷偶联剂2.5‑3份;B组份包括如下重量份数的各组份:乙烯基含氟硅油40‑80份、催化剂0.1‑0.7份、增粘剂1.5‑3份、防老剂DW1‑3份。本申请的一种抗老化抗撕裂安全气囊涂层,改善了现有安全气囊抗撕裂性和抗老化性差的问题,即防止气囊老化劣化、强度降低,使用时导致气囊撕裂、缝孔撕破乃至爆裂,对驾驶员或乘员造成严重危害。

技术研发人员:穆建涛,安冬
受保护的技术使用者:江苏至昕新材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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