车用碳纤维复合加强板及其制备方法技术

本公开涉及一种车用碳纤维复合加强板及其制备方法，该制备方法包括：将填充有气凝胶的蜂窝布浸渍在第一模压材料中，然后取出进行第一模压成型，得到蜂窝层；将所得蜂窝层的两侧覆盖碳纤维层，然后采用第二模压材料进行第二模压成型，得到内复合层；将微发泡树脂材料通过湿法微发泡成型的方式覆盖在所述内复合层的外侧，得到包括内复合层和外复合层的复合加强板。本公开将蜂窝布与碳纤维共同使用，既能提高复合加强板的整体刚性，还能够降低复合加强板的重量和成本。另外，在蜂窝布中加入气凝胶，从而进一步降低复合加强板的重量和提高抗冲击性能。

Carbon fiber reinforced composite plate for vehicle and preparation method thereof

The invention relates to a vehicle with a carbon fiber composite plate and preparation method thereof. The preparation method comprises: filling the aerogel cellular cloth soaked in the first molding material, and then remove the first molding to obtain the honeycomb layer; the honeycomb layer covered on both sides of the carbon fiber layer, and then uses second molding second materials were molded, obtained in composite layer; micro foaming resin material by wet micro foaming molding method to cover the inner composite layer outside, including inner layer and the outer layer of the composite composite composite reinforcing plate. The present invention uses honeycomb cloth and carbon fiber to improve the overall rigidity of the composite reinforcing plate, and also reduces the weight and cost of the composite reinforcing plate. In addition, aerogels are added to the honeycomb fabric to further reduce the weight of the composite reinforcing plate and to improve the impact resistance.

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及汽车制造领域，具体地，涉及一种车用碳纤维复合加强板及其制备方法。
技术介绍
碳纤维具有比强度高、比模量高、质轻、耐腐蚀、耐疲劳、热膨胀系数小、摩擦系数低、耐高低温等优良性能，以及脆性高，轴向受力大，而径向受力较差，弯曲易折断等特点，目前已被广泛的应用。在汽车行业，碳纤维的应用范围不断加大，应用技术也不断成熟，碳纤维被用于汽车的各个部分，包括结构件及外覆件。但目前碳纤维价格较高，一定程度上限制了其应用的范围。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种简单实用的车用碳纤维复合加强板及其制备方法。为了实现上述目的，本公开提供一种车用碳纤维复合加强板的制备方法，该制备方法包括：将填充有气凝胶的蜂窝布浸渍在第一模压材料中，然后取出进行第一模压成型，得到蜂窝层；将所得蜂窝层的两侧覆盖碳纤维层，然后采用第二模压材料进行第二模压成型，得到内复合层；将微发泡树脂材料通过湿法微发泡成型的方式覆盖在所述内复合层的外侧，得到包括内复合层和外复合层的复合加强板。可选的，所述第一模压成型的条件包括：温度为100-150℃，压力为5-30兆帕，时间为10-30分钟；所述第一模压材料为环氧树脂和/或酚醛树脂；所述蜂窝布的厚度为0.5-10毫米；蜂窝布的蜂窝芯为正六边形，其斜边的长度为5-50毫米，厚度为0.2-0.8毫米；所述蜂窝布、气凝胶和第一模压材料的重量比为1：(0.01-0.2)：(0.1-5)。可选的，所述第二模压成型的条件包括：温度为120-230℃，压力为10-60兆帕，时间为10-60分钟；所述第二模压材料包括第二模压树脂和改性石墨烯，所述改性石墨烯占第二模压树脂重量的0.01-2.0重量％；所述第二模压树脂为环氧树脂和/或聚氨酯树脂，所述改性石墨烯为氧化石墨烯经过(3-环氧丙基)三甲氧基硅烷和/或(3-氨基丙基)三甲氧基硅烷改性而得；以内复合层的重量为基准，所述内复合层中碳纤维的含量为30-60重量％，第二模压材料的含量为20-65重量％；单层碳纤维层的厚度为0.2-5毫米，所述内复合层中碳纤维层的层数为5-20层。可选的，所述湿法微发泡成型的条件包括：温度为100-160℃，压力为10-60MPa，时间为10-60分钟；所述微发泡树脂材料包括发泡剂以及选自环氧树脂、聚氨酯树脂和酚醛树脂中的至少一种树脂，所述发泡剂占所述微发泡树脂材料的重量比例为0.3-10重量％，微发泡树脂材料中的树脂与碳纤维层的重量比为1：(3-30)；所述外复合层的厚度为0.5-5毫米。可选的，所述复合加强板的厚度为2毫米-3厘米。本公开还提供一种车用碳纤维复合加强板，所述复合加强板包括内复合层和外复合层，所述内复合层包括蜂窝层和碳纤维层，所述蜂窝层包括填充有气凝胶的蜂窝布和模压成型在所述蜂窝布外侧的第一模压材料；所述碳纤维层通过第二模压材料模压成型在所述蜂窝层的外侧；所述外复合层为湿法微发泡成型在所述内复合层外侧的微发泡树脂层。可选的，所述第一模压材料为环氧树脂和/或酚醛树脂；所述蜂窝布的厚度为0.5-10毫米，蜂窝芯为正六边形，其斜边的长度为5-50毫米，厚度为0.2-0.8毫米；所述蜂窝布、气凝胶和第一模压材料的重量比为1：(0.01-0.2)：(0.1-5)。可选的，所述第二模压材料包括第二模压树脂和改性石墨烯，所述改性石墨烯占第二模压树脂重量的0.01-2.0重量％；所述第二模压树脂为环氧树脂和/或聚氨酯树脂，所述改性石墨烯为氧化石墨烯经过(3-环氧丙基)三甲氧基硅烷和/或(3-氨基丙基)三甲氧基硅烷改性而得；以内复合层的重量为基准，所述内复合层中碳纤维的含量为30-60重量％，第二模压材料的含量为20-65重量％；单层碳纤维层的厚度为0.2-5毫米，所述内复合层中碳纤维层的层数为5-20层。可选的，所述微发泡树脂层的材料为选自环氧树脂、聚氨酯树脂和酚醛树脂中的至少一种，所述微发泡树脂层中微孔体积占复合加强板总体积的比例为5-30体％，微发泡树脂层与碳纤维层的重量比为1：(0.3-30)；所述外复合层的厚度为0.5-5毫米。可选的，所述复合加强板的厚度为2毫米-3厘米。本公开将蜂窝布与碳纤维共同使用，既能提高复合加强板的整体刚性，还能够降低复合加强板的重量和成本。另外，在蜂窝布中加入气凝胶，从而进一步降低复合加强板的重量和提高抗冲击性能。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是本公开提供的复合加强板一种具体实施方式的结构示意图。附图标记说明1蜂窝层2碳纤维层3微发泡树脂层具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。本公开提供一种车用碳纤维复合加强板的制备方法，该制备方法包括：将填充有气凝胶的蜂窝布浸渍在第一模压材料中，然后取出进行第一模压成型，得到蜂窝层；将所得蜂窝层的两侧覆盖碳纤维层，然后采用第二模压材料进行第二模压成型，得到内复合层；将微发泡树脂材料通过湿法微发泡成型的方式覆盖在所述内复合层的外侧，得到包括内复合层和外复合层的复合加强板。根据本公开，碳纤维复合材料的拉伸强度较高，相比钢而言其拉伸模量略显不足，因此当拉伸强度满足要求的时候，拉伸模量却稍显不足，在使用中往往需要增加复合材料的厚度，来提升整体刚性，从而进一步增大了碳纤维的使用量，增加了材料成本，也降低了减重效果。蜂窝材料是一种优质轻型材料，它质轻、强度大、刚度高，具有缓冲、隔热和隔音等功能，被广泛应用于建筑业、家具制造、包装和运输业，具有较高的经济价值，并可回收利用。同时可节约大量的资源，保护和改善生态环境，是一种符合世纪发展主题的环保新型材料。将碳纤维与蜂窝材料复合使用可使二者的优势互补，增加复合加强板的刚性，并进一步降低复合加强板的重量，得到综合性能优异的复合加强板。同时二者复合使用，可以降低碳纤维复合材料较高的材料成本和使用价格，在保证材料高强高模的情况下，又具备了耐冲击性能、隔热、隔音等功能，并扩大碳纤维应用范围。根据本公开，模压成型是本领域技术人员所熟知的，一般指将待成型材料放置于模具型腔中在一定成型温度和压力下进行保压一段时间，得到成型材料的方法，所述第一模压成型和第二模压成型可以采用常规的成型方法和条件进行成型。一种具体实施方式，所述第一模压成型的条件包括：温度为100-150℃，压力为5-30兆帕，时间为10-30分钟；所述第一模压材料可以为环氧树脂、酚醛树脂、乙烯酯树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰胺树脂、双马来酰胺三嗪树脂、氰酸酯树脂、苯并噁嗪树脂、丙烯酸系树脂和聚氨酯树脂等，优选为环氧树脂和/或酚醛树脂；蜂窝布是一种由蜂窝芯相互连接构成的蜂窝材料，其结构为本领域技术人员所熟知的，例如所述蜂窝布的厚度可以为0.5-10毫米；蜂窝布的蜂窝芯可以为正六边形，其斜边的长度可以为5-50毫米，厚度可以为0.2-0.8毫米；蜂窝布中可以填充有气凝胶，然后通过浸渍第一模压材料的方式将气凝胶包围在蜂窝芯中以方便进行模压成型，气凝胶可以进一步降低复合材料的整体质量，并获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用碳纤维复合加强板的制备方法，该制备方法包括：将填充有气凝胶的蜂窝布浸渍在第一模压材料中，然后取出进行第一模压成型，得到蜂窝层；将所得蜂窝层的两侧覆盖碳纤维层，然后采用第二模压材料进行第二模压成型，得到内复合层；将微发泡树脂材料通过湿法微发泡成型的方式覆盖在所述内复合层的外侧，得到包括内复合层和外复合层的复合加强板。

【技术特征摘要】
1.一种车用碳纤维复合加强板的制备方法，该制备方法包括：将填充有气凝胶的蜂窝布浸渍在第一模压材料中，然后取出进行第一模压成型，得到蜂窝层；将所得蜂窝层的两侧覆盖碳纤维层，然后采用第二模压材料进行第二模压成型，得到内复合层；将微发泡树脂材料通过湿法微发泡成型的方式覆盖在所述内复合层的外侧，得到包括内复合层和外复合层的复合加强板。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一模压成型的条件包括：温度为100-150℃，压力为5-30兆帕，时间为10-30分钟；所述第一模压材料为环氧树脂和/或酚醛树脂；所述蜂窝布的厚度为0.5-10毫米；蜂窝布的蜂窝芯为正六边形，其斜边的长度为5-50毫米，厚度为0.2-0.8毫米；所述蜂窝布、气凝胶和第一模压材料的重量比为1：(0.01-0.2)：(0.1-5)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第二模压成型的条件包括：温度为120-230℃，压力为10-60兆帕，时间为10-60分钟；所述第二模压材料包括第二模压树脂和改性石墨烯，所述改性石墨烯占第二模压树脂重量的0.01-2.0重量％；所述第二模压树脂为环氧树脂和/或聚氨酯树脂，所述改性石墨烯为氧化石墨烯经过(3-环氧丙基)三甲氧基硅烷和/或(3-氨基丙基)三甲氧基硅烷改性而得；以内复合层的重量为基准，所述内复合层中碳纤维的含量为30-60重量％，第二模压材料的含量为20-65重量％；单层碳纤维层的厚度为0.2-5毫米，所述内复合层中碳纤维层的层数为5-20层。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述湿法微发泡成型的条件包括：温度为100-160℃，压力为10-60MPa，时间为10-60分钟；所述微发泡树脂材料包括发泡剂以及选自环氧树脂、聚氨酯树脂和酚醛树脂中的至少一种树脂，所述发泡剂占所述微发泡树脂材料的重量比例为0.3-10重量％，微发泡树脂材料中的树脂与...

【专利技术属性】
技术研发人员：马治国，
申请(专利权)人：北京汽车集团有限公司，北京汽车研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11