CN1310708C - 制造车辆的钢板的加强件的方法 - Google Patents

Abstract

将储存在第一槽(12)中的、用于中间层的单组分硬化型树脂(SOL1)施加到车辆钢板(W)的预定部分，然后施加储存在第二槽(14)中的、用于加强件的单组分硬化型树脂(SOL2)。之后，加热树脂(SOL1，SOL2)，从而使硬化进行到这样的程度，即树脂(SOL1，SOL2)的表面层丧失流动性，而内部保持流动性。之后，借助冲水来冲洗车辆钢板(W)，使该钢板进行化学转化处理，并且施加电解积附涂覆。当电解积附涂料被干燥并且进行硬化以形成具有泡沫44的环氧/尿烷中间层40和环氧加强层42时，树脂(SOL1，SOL2)的内部固化。

Description

制造车辆的钢板的加强件的方法

技术领域

本发明涉及一种用来制造车辆的钢板的加强件的方法，例如，该加强件用来加强车辆钢板如接合到车辆主体上的门板。

现有技术

为了保护全球的环境，因此使车辆的构成件的重量形成得更轻，以改善车辆的燃料消耗并且减少废气量。例如，钢板如门板的厚度减小了。

但是，板厚度较薄的零件在刚性这方面较差。因此，如图4所示，为了确保刚性，广泛使用设置在门板(车辆的钢板)1的预定位置上的加强件2。这种加强件2制造如下。即，把例如橡胶、沥青基树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和尿素树脂的合成树脂施加到模压成形的钢板的预定部分上。在钢板上进行化学转化处理和电解积附涂覆之后，在电解积附涂层干燥时加热和硬化树脂。在这个过程中，如果需要的话，那么使填料和添加剂在树脂中进行混合。

当加强件2如上所述那样设置在门板1上时，由于通过作为化学转化处理的预处理的用水冲洗，使树脂可能会变形或者分开。为了避免上述的这种不方便，因此在用冲水来清洗树脂之前使树脂硬化，可对树脂进行加热。但是，在这种情况下，使在以前被施加来防止钢板生锈的油含量发生粘着。因此，即使在进行化学转化处理时，也难以除去油含量。

作为上面的对策，使用了双组分硬化型树脂(two-part curing typeresin)，该双组分硬化型树脂可借助加入硬化剂来进行硬化。在这种情况下，能够使双组分硬化型树脂硬化而不需要加热，因此可以防止油含量发生粘着。

但是，双组分硬化型树脂在使主试剂(main agent)和硬化剂进行混合之后立即开始硬化。因此，需要防止管子和喷涂枪产生阻塞(这种阻塞是由于施加混合物所引起的)，从而使得处理比较困难。此外，需要处理任何过量的主试剂和硬化剂的混合物，因为不能储存这种废料。因此，双组分硬化型树脂不利于节省费用。

相应地，日本特开平专利公开No.8-302278提出了一种使用合成物(该合成物是特定的增塑剂和丙烯酸颗粒的混合物)所得到的加强件，该合成物混合有环氧树脂和热活性型硬化剂，该合成物被施加到钢板中，接着，初步加热，使得环氧树脂和丙烯酸物理地膨胀以形成凝胶。

发明内容

本发明的总目的是提供一种用来生产车辆的钢板的加强件的方法，该方法可以避免树脂的变形或者分开，因此可以提供一种在预定部分处具有预定形状的加强件。

根据本发明的一方面，提供了一种用来制造车辆的钢板加强件的方法，该方法包括：

第一步骤，把热固型树脂施加到车辆的钢板上，该热固型树脂在加热时可以硬化；

第二步骤，加热树脂以使树脂硬化，直到树脂的表面层流动性丧失而同时保持树脂的内部流动性为止；及

第三步骤，把对车辆的钢板施加化学转化处理和电解积附涂覆，之后使电解积附涂料干燥，并且使树脂的内部硬化以形成车辆的钢板的加强件，其中：

把单组分硬化型树脂(one-part curing type resin)用作该树脂。

在本发明中，在第二步骤中使树脂硬化，直到表面层的流动性丧失为止。因此，之后，当用水来冲洗车辆的钢板时，防止所施加的树脂产生任何位置偏差和任何扩散。因此，通过在第三步骤中使树脂的内部硬化，使车辆的钢板加强件可靠地设置在预定部分中。

在这个过程中，树脂进行硬化，直到树脂的表面层的流动性丧失为止。因此，防止油含量在车辆的钢板加强件上发生粘着。

此外，由于树脂进行硬化直到表面层的流动性丧失为止，因此即使在树脂含有填料或者填充性颜料时，当车辆的钢板加强件浸入到化学转化处理液体中时，也可以防止该填料或者填充性颜料洗脱到化学转化处理液体中。换句话说，可以防止化学转化处理液体受到污染。

此外，在本发明中，使用通过加热来硬化的单组分硬化型树脂。因此，与使用双组分硬化型树脂相比，容易进行处理，因为不必布置任何过量的材料，减少了总体费用。

如在日本特开平专利公开No.8-302278的段落[0028]中所描述的一样，环氧树脂和丙烯酸粉末颗粒物理地膨胀而不会使环氧树脂进行硬化。相反，在本发明的第二步骤中，只有单组分硬化型树脂如环氧树脂的表面层进行硬化，这不是物理膨胀。本发明在这点上不同于描述在日本特开平专利公开No.8-302278中的技术。

在这个过程中，例如，当一加热器用在第二步骤中以使不小于160℃的温度保持至少3分钟时，该单组分硬化型树脂在这种状态下进行硬化：即，表面流动性丧失了，而在内部保持它的流动性。此外，优选的是，在第二步骤中辐射红外光以使不小于300℃的温度保持至少2分钟。

优选的是，在进行第一步骤之前，施加具有发泡剂的单组分硬化型树脂，该单组分硬化型树脂在第二步骤中进行硬化，直到树脂的表面层流动性丧失而同时保持树脂的内部流动性为止，在第三步骤中树脂的内部进行硬化而同时进行发泡以提供中间层。与单独设置加强件的情况相比，当具有中间层时，加强效果明显提高。

作为用于中间层的原料的单组分硬化型树脂的优选例子包括环氧树脂和聚氨酯树脂的混合树脂。

优选的是，当作为用于中间层的原料的单组分硬化型树脂被施加到车辆钢板时，排出管进行旋转。在端部弯曲的状态下，把树脂施加到车辆的钢板中。当具有弯曲端部的树脂如上述那样进行硬化时，可以防止车辆的钢板在树脂在进行硬化而收缩时受到牵引。因此，可以防止车辆钢板发生应变。

作为用于中间层的原料的单组分硬化型树脂的优选例子包括环氧树脂。

出于上述原因，优选的是，当作为用于加强件的原料的该单组分硬化型树脂施加到车辆的钢板时，排出管也进行旋转。当没有设置中间层时，也可以应用该特征。

结合附图的下面描述使得本发明的上面的和其它的目的、特征和优点变得更加清楚，在这些附图中，借助图示的例子示出了本发明的优选

实施例。

附图说明

图1是用来实现制造本发明实施例的、车辆的钢板加强件的方法的整个施加装置的示意图；

图2是平面视图，它示出了由图1所示施加装置来施加的树脂的形状；

图3是纵向剖视图，它示出了这样的情况：环氧/尿烷中间层和环氧加强层形成在车辆钢板的表面上；及

图4是放大视图，它示出了包括形成在预定部分上的加强件在内的门板的主要部分。

具体实施方式

下面参照附图来详细解释本发明的、用来制造车辆的钢板加强件的方法，这些附图借助优选实施例来举例说明。

本发明实施例的、用来制造车辆的钢板的加强件的方法包括：第一步骤，把树脂施加到车辆的钢板上；第二步骤，加热树脂从而只使表面层硬化；及第三步骤，使树脂的内部硬化。

图1示意性地示出了用来实现第一步骤的整个施加装置10。采用涡旋系统的施加装置10包括：第一槽12，它储存作为用于环氧/尿烷中间层的原料的、环氧树脂和聚氨酯树脂的混合树脂的溶胶SOL1，其中中间层后面将描述；第二槽14，它储存作为用于环氧加强层的原料的、环氧树脂的溶胶SOL2，其中该加强层作为加强件；第一泵16和第二泵18，它们各自从第一槽12和第二槽14抽吸处于溶胶状态的单组分硬化型树脂；增压器20，它提高施加压力；及施加自动机(applying robot)24，它设置有排出管22，用于排出溶胶SOL1和SOL2。管子26、28、30桥接在第一泵16和第二泵18和增压器20之间以及增压器20和施加自动机24之间。尤其地，选择阀32布置在管子26、28之间。

在下面描述中，储存在第一槽12内的、环氧树脂和聚氨酯树脂的混合树脂的溶胶SOL1称为“用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1”，而储存在第二槽14中的、环氧树脂的溶胶SOL2称为“用于加强件的单组分硬化型树脂SOL2”。用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1和用于加强件的单组分硬化型树脂SOL2是加热时能够硬化的单组分硬化型树脂。

环氧树脂的优选例子包括双酚A型物质。聚氨酯树脂的优选例子包括作为公知物质的一体型块状聚氨酯树脂。借助下面方法得到聚氨酯树脂：堵住预聚物的端基，而该预聚物借助下面方法来制备，使异氰酸酯与堵塞剂(blocking agent)如胺、肟化合物和乳胺化合物进行预聚合作用。当聚氨酯树脂被加热时，堵塞剂被分开以与活性氢化合物进行反应，因此形成了尿烷键。被示例成异氰酸酯的这些示例如包括甲苯基二异氰酸酯(tolylene diisocyanate)、亚甲基苯基苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、环己二异氰酸酯、氢化亚甲基苯基苯二异氰酸酯和异佛乐酮二异氰酸酯。

在这个过程中，加入到用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1中的这些，例如，包括发泡剂如热膨胀胶囊和有机发泡剂如重氮胺基苯、偶氮异丁基腈(azoisobutylnitrile)、苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺(azodicarbonamide)、P，P’-苯酚磺酰肼及苄基单亚肼(benzylmonohydrazole)。优选的是，发泡剂的加入量按重量为0.2-3％。还优选的是，如果需要，那么可以加入发泡助剂如尿素和它的衍生物、氧化锌和锌化合物。

此外，例如，填料或者添加剂可以混合到用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1中。填料的优选例子包括比重较小的物质，即重量较轻的物质，如碳酸钙、硫酸钡、滑石、粘土、高岭土、云母、氧化锌、氧化钛、氧化硅、氧化铝、塑料气球及玻璃气球(glass balloon)。尤其地，鳞片形状(scale-shaped)的填料如云母和以纤维为基础的填料如玻璃纤维更加优选，因为可以构造出刚性极好的环氧/尿烷中间层。

另一方面，添加剂的优选例子例如包括填充性颜料、脱水剂、吸湿剂、防流挂剂(sagging-preventive agent)、触变添加剂(thixotropy additive)、分散剂、反应催化剂、紫外线吸收剂、改善施加性的高沸点溶剂、环氧反应稀释剂、增塑剂、提高油表面胶粘效果的粉状橡胶(powder rubber)、沸石、针形偏硅酸钙和提高钢板加强效果的丙烯酸树脂。优选的是，填料和添加剂的混合量按质量最大为10％。

用于加强件的单组分硬化型树脂SOL2的优选例子包括上述的双酚A型的环氧树脂。上述的填料或者添加剂也可以混合到用于加强件的单组分硬化型树脂SOL2中。

在第一步骤中，如图1所示，储存在第一槽12中的、用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1被施加到车辆钢板W如门板，该门板设置在支撑板S的预定位置上。即，用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1借助第一泵16来抽吸，借助增压器20使排出压力升高。然后，用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1从施加自动机24的排出管22中排出。

在施加期间，在以涡旋系统为基础的施加装置10中，排出管22螺旋地旋转。其结果是，如图2所示，用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1在端部弯曲的状态下施加到车辆钢板W上。

由于排出管22线性移动而同时如上述那样进行旋转，因此用于加强件的单组分硬化型树脂SOL2可以施加到车辆钢板W的预定范围中。

当选择阀32工作时，管子26关闭，并且管子28打开。相应地，用于加强件的单组分硬化型树脂SOL2借助第二泵18的抽吸作用而从第二槽14供给到增压器20中。最后，用于加强件的单组分硬化型树脂SOL2通过上述的相同过程从施加自动机24的排出管22中排出。用于加强件的单组分硬化型树脂SOL2被涂敷成层压在用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1上。当然，在施加期间，排出管22线性移动，同时螺旋地旋转。因此，用于加强件的单组分硬化型树脂SOL2在端部弯曲的状态下层压在用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1上。

随后，在第二步骤中加热如上述那样进行施加的用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1和用于加强件的单组分硬化型树脂SOL2。

持续加热直到两种树脂SOL1、SOL2硬化以致两种树脂SOL1、SOL2的表面层的流动性丧失而同时在内部保持流动性时为止。具体地说，40℃的自来水以大约7000g/min的速度从开口直径为13.5mm的排出口中排出30秒，从而使两种树脂SOL1、SOL2不发生扩散，其中这两种树脂布置在排出口下方，并且相互分开400mm。

根据加热方法，加热条件(在该加热条件下，两种树脂SOL1、SOL2可以硬化到上述那种程度)可以不同。例如，在通过加热器把暖空气供给到两种树脂SOL1、SOL2中的情况下，优选的是，使不小于160℃的温度保持至少3分钟。加热源可以是气或者电。当使用用来辐射远红外线的远红外辐射装置来加热两种树脂SOL1、SOL2时，优选的是，使不小于300℃的温度保持至少2分钟。

在任何情况下，不是特别需要加热整个车辆钢板W，只加热所施加的树脂SOL1、SOL2就足够了。因此，可以使用具有紧凑尺寸大小且节省电力的加热装置。因此，简化了设备，并且可以节省能量。

在两种树脂SOL1、SOL2硬化到这样的程度即使表面如上述那样丧失了流动性之后，借助冲水来清洗车辆钢板W。在这个过程期间，当如上述那样设定冲水的排出量和排出时间时，可以可靠地防止两种树脂SOL1、SOL2进行扩散和位置偏离。

把车辆钢板W浸入到槽中，其中在该槽中储存着化学转化处理液体。如上所述，两种树脂SOL1、SOL2硬化到这样的程度，即使表面丧失了流动性。因此，即使在填料或者填充性颜料包含在两种树脂SOL1、SOL2中时，在浸入期间填料和/或填充性颜料也不能洗脱。因此，可以可靠地防止化学转化处理液体被污染。

借助化学转化处理可以除去油含量如防锈油和用于挤压工作中的润滑油，然后把电解积附涂覆施加到车辆钢板W上。即，涂料被电解积附。

之后，在第三步骤中，电解积附涂料被干燥且固化以提供涂料膜。具体地说，使车辆钢板W通过大约180℃的烤炉大约20-30分钟。在干燥步骤中，用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1和用于加强件的单组分硬化型树脂SOL2的内部与涂料一起进行硬化。其结果是，如图3所示，形成了环氧/尿烷中间层40和环氧加强层42。环氧加强层42的收缩量稍稍大于环氧/尿烷中间层40的收缩量。

如上所述，用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1在端部弯曲的状态下施加到车辆钢板W上。在这种情况下，当所施加的树脂SOL1硬化时，可以防止车辆钢板W受到将要硬化和收缩的树脂SOL1的牵引。因此，可以防止车辆钢板W产生应变。

在本发明的实施例中，发泡剂和发泡助剂与用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1进行混合。因此，在树脂SOL1的硬化期间产生了泡沫。因此，大量的泡沫44存在于所形成的环氧/尿烷中间层40中。借助在树脂SOL1的硬化期间形成泡沫44，防止车辆钢板W产生应变。

如上所述，借助设置环氧/尿烷中间层40来防止车辆钢板W产生应变。此外，与只使用一层环氧加强层42的情况相比，在这种情况下加强强度明显增大。

此外，根据本发明的实施例，使用了借助加热能够硬化的单组分硬化型树脂。因此，与使用任何双组分硬化型树脂相比，容易进行处理。本发明减少了费用，因为它不必设置任何过量的材料。

环氧/尿烷中间层40和环氧加强层42设置在车辆钢板W的预定部分中，因为在用冲水来清洗的过程中不会使用于中间层的单组分硬化型树脂SOL1和用于加强件的单组分硬化型树脂SOL2发生扩散。即，根据本发明的实施例，树脂SOL1、SOL2硬化到这样的程度，即，使表面流动性丧失了，因此刚性环氧加强层42可以可靠地设置在预定部分上。此外，可以防止油含量产生粘着。

在上述实施例中，设置了环氧/尿烷中间层40。但是，不是特别需要提供这种中间层40，而是可以只提供环氧加强层42。用于中间层和用于加强层的材料没有特别局限于环所树脂/聚氨酯树脂和环氧树脂。可以使用在油含量产生粘着之前能够进行硬化的任何单组分硬化型树脂。

此外，在没有使排出管22进行螺旋地旋转的情况下可以排出树脂。

尽管详细地示出和描述了本发明的某些优选实施例，但是应该知道，在没有脱离附加权利要求的范围内可以进行各种变化和改进。

Claims (9)

1.一种用来制造车辆的钢板的加强件(42)的方法，该方法包括：

第一步骤，把热固型树脂(SOL2)施加到车辆的钢板(W)上，所述热固型树脂(SOL2)在加热时可硬化；

第二步骤，加热所述树脂(SOL2)以使所述树脂(SOL2)硬化，直到所述树脂(SOL2)的表面层流动性丧失而同时保持所述树脂(SOL2)的内部流动性为止；及

第三步骤，对所述车辆的钢板(W)施加化学转化处理和电解积附涂覆，之后使电解积附涂料干燥，并且使所述树脂(SOL2)的内部硬化以形成所述加强件(42)，其特征在于：

把单组分硬化型树脂用作所述树脂(SOL2)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二步骤中使用一加热器以使不小于160℃的温度保持至少3分钟。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二步骤中辐射红外线以使不小于300℃的温度保持至少2分钟。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在进行所述第一步骤之前，施加具有发泡剂的单组分硬化型树脂(SOL1)，所述单组分硬化型树脂(SOL1)在所述第二步骤中进行硬化，直到所述单组分硬化型树脂(SOL1)的表面层流动性丧失而同时保持所述单组分硬化型树脂(SOL1)的内部流动性为止，以及在所述第三步骤中在进行发泡时使所述单组分硬化型树脂(SOL1)的内部进行硬化以提供一中间层(40)。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，环氧树脂和聚氨酯树脂的混合树脂用作具有所述发泡剂的所述单组分硬化型树脂(SOL1)。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当作为用于所述中间层(40)原料的所述单组分硬化型树脂(SOL1)被施加到所述车辆钢板(W)上时，排出管(22)进行旋转。

7.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，环氧树脂用作用于所述加强件(42)的所述树脂(SOL2)。

8.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，当作为用于所述加强件(42)的原料的所述树脂(SOL2)施加到所述车辆的钢板(W)上时，排出管(22)进行旋转。

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当作为用于所述加强件(42)的原料的所述树脂(SOL2)施加到作为用于所述中间层(40)的原料的所述单组分硬化型树脂(SOL1)上时，排出管(22)进行旋转。

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