【K 2019】用于批量生产的EP-SMC创新材料

在汽车工业中，尤其是在用于混合动力和电动汽车的轻型结构中，对不仅轻巧而且还具有高刚度和强度的组件的需求不断增长。在这些情况下，通常使用碳纤维增强塑料（通常简称为碳纤维复材）代替钢或铝。但是这些高性能材料制造成本高昂，通常无法实现应用所需的大批量生产。虽然片状模塑料（SMC）已用于制造大量塑料部件，但直到现在仍不适合用于类似的轻质结构。塑料是减轻重量的关键之一。环氧树脂通常用于碳纤维，以提供高强度和刚度，其很难应用于中小企业，因此没有被用于汽车市场。但是现在，赢创借助VESTALITE®S成功开发了一种环氧固化剂，可消除化合物中的这些问题。赢创与Lorenz Kunststofftechnik GmbH一起开发了一种材料，基于热固性制造商Lorenz久经验证的SMC配方，这一材料可以满足轻质结构的所有要求，包括阻燃性。它还具有改善的机械性能，并且易于操作。这种原型环氧树脂SMC可在电池外壳等应用中代替钢或铝，并将在今年的K-Messe上展出。赢创和Lorenz希望找到这种材料的进一步潜在用途。

由聚酯树脂制成的常规SMC通常在1.7 g /cm³和1.85 g /cm³之间的密度下具有机械性能，例如200 MPa的抗弯强度，10,000 MPa的挠曲弹性模量和90 kJ / m2的耐冲击性。适用于电气和汽车行业的许多用途，例如内饰板和轮罩。然而，在汽车制造中，对低密度、低质量、机械性能更好的材料的需求越来越大，例如，弯曲强度> 350 MPa，弯曲挠曲模量> 18,500 MPa，抗冲击强度> 150 kJ /平方米。Lorenz Kunststofftechnik GmbH销售总监Peter Ooms说：“用环氧树脂代替聚酯树脂的SMC可以实现这些数字。但到目前为止，这些热固性塑料仍难以使用，模具材料也难以成型，这极大地限制了设计自由度。”玻璃纤维增​​强环氧树脂SMC不切实际，因此从未真正达到市场成熟的大系列。”

对于需要非常轻的部件的汽车应用，通常使用碳纤维作为替代品，但其价格昂贵。因此，Lorenz非常明确地关注于玻璃纤维这一材料。Ooms说：“玻璃纤维增​​强的环氧SMC具有与碳纤维相似的强度，但制造成本却降低了50%。”此外，Lorenz具有回收玻璃纤维增​​强SMC材料的成熟方法，考虑到汽车行业的可持续性要求，这是一个重要的考虑因素。

没有环氧树脂SMC以前缺点的新发展

新型玻璃纤维增​​强环氧树脂SMC没有早期材料的缺点，可以满足这一需求，赢创新开发的固化剂使其成为可能。 “VESTALITE®S是一种基于二胺的环氧固化剂，与环氧树脂结合使用，可以简单、快速地加工SMC。”Evonik资源效率有限公司(Evonik Resource Efficiency GmbH)交联剂部门负责复合材料和粘合剂营销的Leif Ickert博士解释说。与VESTALITE®S的化合物表明，在固化前SMC模具材料具有很高的储存稳定性，同时在制造过程中仍允许在3分钟内快速固化。“更重要的是，半成品在冲压过程中的流动和变形性能更好，这使得更高的组件质量，”Ickert补充说。带有VESTALITE®S的SMC没有苯乙烯排放，而且只有很少的VOC排放，因此也适用于汽车内饰部件。

自2018年以来，赢创与Lorenz的热固性专家就此SMC的开发开展了合作。“通过这次合作，加上补充分析和案例研究，例如在欧洲研究项目联盟，我们希望证明我们的固化剂可以在环氧SMC中产生所需的性能。我们在环氧固化剂方面贡献专业知识，而我们的合作伙伴Lorenz则具有SMC复合半成品的功能。我们的合资企业VESTARO GmbH将汽车技术和技术咨询加入其中。我们的目标是创建一种能够最大程度地利用环氧SMC潜力的化合物——换句话说，该化合物具有轻质汽车和其他组件所需的所有特性。”六年前，这家总部位于下萨克森州的公司已经推出了SMC 0208，该产品比其他标准SMC更具耐火性和耐腐蚀的半成品材料，可用于建筑和成型零件等应用中。Ooms解释说：“我们将基本的SMC配方用于环氧SMC，但做了一些改动。我们用环氧树脂代替了UP树脂，并淘汰了其他一些组件。 VESTALITE®S自然是关键成分。”