一种热塑性复合材料汽车外饰件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种热塑性复合材料汽车外饰件的制备方法，包括：在连续纤维复合板的一面铺设非增强聚丙烯板复合层作为外表面，另一面铺设EVA膜层作为内表面，复合得到增强复合板；将得到的增强复合板预热软化后进行模压、注塑一体成型，一次成型得到热塑性复合材料汽车外饰件。本发明专利技术的制备方法在连续纤维复合板表面复合非增强树脂层，模压后制品外表面与正常非增强注塑产品表面一样平整光滑。整个增强复合板预热后，合模并注塑成型，对于多余部分进行裁切平滑修饰，整个外漏表面一体均一，适合喷漆涂装。本发明专利技术还公开了一种所述制备方法制备得到的汽车外饰件，包括新能源汽车轻量化技术中的前舱盖板、车顶、门板等。

A Thermoplastic Composite Automotive Exterior Ornament and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性复合材料汽车外饰件及其制备方法
本专利技术涉及汽车零部件
，具体涉及一种热塑性复合材料汽车外饰件及其制备方法。
技术介绍
新能源汽车是摆脱传统汽车对燃油依赖，引导汽车工业走向节能环保发展的最佳途径。汽车减重是汽车降耗的迫切要求，尤其是新能源汽车，对重量有着更严苛的要求，以塑带钢已经成为汽车材料发展的一个趋势。由于新能源汽车对前舱的耐高温要求有所降低，前舱盖设计已经开始由金属材料逐渐向全塑料过渡。当前部分高档新能源汽车已经采用热固性连续碳纤维复合材料模压后再修整贴合制备前舱盖，也有部分新能源汽车采用改性聚丙烯分别注塑成型外盖板和内支撑板，然后进行二次粘接成为前舱盖。热固性复合材料存在成本高，生产效率低，不可回收的问题；聚丙烯注塑结构存在外盖偏软，需要二次粘接工序，虽然相对于金属材料减重1/3以上，但生产效率和加工成本并未明显降低。公开号为CN107946488A的专利说明书公开了一种基于连续纤维与长纤维混杂设计的复合材料电池壳及制备工艺，采用连续纤维复合材料先模压主体预成型件，然后注射长玻纤增强料进行包覆，免除制品后修正加工处理。此工艺针对的制品主要是对非外观部件，产品表面及复合板材料与注塑料的熔接处因收缩率不同，会引起明显的痕迹，后期喷漆会更加明显，对于外观件来说后期底涂处理麻烦，提升成本。公开号为CN105690794A的专利说明书公开了一种汽车外覆盖件的制作方法，将复合材料层压内板的边界通过复合材料层压外板的包边圆角包在里面，保证外漏的可视区域的连续性。包边圆角采用离散的短切纤维或短切纤维毡填充，通过定型剂实现定型，再一起移入固化模具固化。对于热固性复合材料成型，边缘无需后期修饰。此工艺方法对于热塑复材模压+注塑一体成型工艺实施不便，包边容易形成边缘印迹，增加喷漆后处理难度。公开号为CN105922601A的专利说明书公开了一种纤维增强热塑性复合材料部件的制备方法，采用先将复合板材预热，利用具有急冷急热的3D模具，模压成型为半成品，通过激光裁切，再嵌入注塑模具内注塑包边。主要利用高模温使得的板材表面平整光滑，不翘曲。此专利技术对复合板材的收缩率与注塑材料收缩率不一致而引起的包边注塑收缩斑未进行说明，对于边缘全部外漏部件的外观问题还有待解决。公开号为CN108015923A的专利说明书公开了一种纤维增强热塑性复合材料产品的加工成型工艺，采用复合板材作为补强部分，裁切板经预热模压并同时注塑，注塑料为纯树脂及纤维增强材料。板材与注塑料结合力强，成型效率高。但此工艺的复合板材与注塑料收缩率差异较大，在板材与注塑料汇合处，容易形成明显的收缩斑痕及翘曲现象，对于汽车外饰产品喷漆处理需要增加后处理工序。
技术实现思路
针对复合材料模压+注塑一体成型领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种热塑性复合材料汽车外饰件的制备方法，在连续纤维复合板表面复合非增强树脂层，模压后制品外表面与正常非增强注塑产品表面一样平整光滑。整个增强复合板预热后，合模并注塑成型，对于多余部分进行裁切平滑修饰，整个外漏表面一体均一，适合喷漆涂装。一种热塑性复合材料汽车外饰件的制备方法，包括步骤：(1)在连续纤维复合板的一面铺设非增强聚丙烯(PP)板复合层作为外表面(A面)，另一面铺设乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)膜层作为内表面，复合得到增强复合板；(2)将得到的增强复合板预热软化后进行模压、注塑一体成型，一次成型得到热塑性复合材料汽车外饰件。普通注塑级玻纤增强材料，因在充模时玻纤取向，导致纵向和横向收缩不均匀，引起制品的严重翘曲。特别是结晶性增强材料，注塑大尺寸制品，更容易发生翘曲变型。热塑性连续纤维增强复合板由于玻纤连续不间断，使得复合板的成型收缩率较小。在模压+注塑一体成型过程中，当注塑材料的横纵收缩比较大时，就会引起整个制件的翘曲变形。当选择收缩率较小的注塑料，而且纵横收缩相差较小时，模压+注塑一体成型制件的整体变形量就非常小。因此注塑材料采用非结晶塑料比结晶塑料能够获得尺寸更稳定、变形更小的制品，而且注塑筋位的收缩痕，可以通过筋位的厚度进行调整，从而不会在板材外表面出现明显痕迹。外层PP膜层，软化后可以很好的复制模具表面，达到光亮效果。内层EVA膜层软化后与注塑材料玻璃纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)具有很好的熔接性能，提高结合面的强度。步骤(1)中，所述的连续纤维复合板通过单向预浸带交叉铺层模压得到。所述单向预浸带以聚丙烯为基础树脂，玻璃纤维为增强组分。所述单向预浸带的厚度为0.1～0.35mm。作为优选，所述单向预浸带按0°和90°两个方向进行交叉铺层模压复合得到连续纤维复合板。根据受力方向和强度需求不同，可对0°和90°两个方向的铺层数量进行调整。所述连续纤维复合板的厚度为1～2mm，非增强聚丙烯板复合层厚度为0.2～1mm，EVA膜层厚度为0.2～0.5mm。步骤(2)中，所述预热是对增强复合板进行双面加热，外表面温度为160～180℃，内表面温度为180～200℃。内外两面不同温度差异化加热，并确保内外表面塑胶软化但不流动。预热软化过程以内表面EVA基体基本熔融，外表面PP基体软化但不流动状态为最佳状态。加热时间可依据温度设置和设备加热功率调节，优选1～3min。作为优选，步骤(2)中，得到的增强复合板固定于弹性夹持架上。在合模过程中，预热复合板先与凸模接触，弹性夹持架可以伸缩，利于板材模压，减少制品内应力，同时利于排除模具内部气体，保证外表面充分复制A面效果，提高制品合格率。所述模压、注塑一体成型的过程中，预热软化后的增强复合板移入模腔，合模后直接注塑，模具温度保持80～100℃。步骤(2)中，注塑材料为玻璃纤维增强ABS，玻璃纤维含量为10wt％～40wt％。作为一种低收缩的非晶材料，玻璃纤维增强ABS的收缩率与复合板材的收缩差异较小，与加热预浸带一体注塑时，缩印不明显。调整板材和注射胶筋位的厚度，可以避免外观缺陷。本专利技术还提供了一种所述的热塑性复合材料汽车外饰件的制备方法制备得到的汽车外饰件，包括新能源汽车轻量化技术中的前舱盖板、车顶、门板等。制备得到的复合材料成型的汽车外饰件喷漆表面光滑平整、无翘曲、轻量化、外漏边缘无缩印痕迹。本专利技术与现有技术相比，主要优点包括：(1)本专利技术在满足汽车外饰部件的强度质量的前提下，尤其是制件外表面的光滑平整性，以及配合尺寸的要求，简化生产工艺，缩短成型周期，提高生产效率，并达到明显的减重的效果。(2)本专利技术的制备方法适合制备喷漆涂装的热塑性复合材料汽车外饰件，热塑性复合板外层复合非增强层，里层复合界面膜层，差异化预热后，在模压注射一体模具上，模压和注塑依次进行，制备的产品外表面光滑平整，无缩印、无翘曲，成型周期与一般注塑材料周期相当，生产效率高，综合成本低，容易工业化实施。(3)材料方面，当前热固性连续编织纤维材料间歇生产，需模压后处理，产品后期难以回收利用。热塑性聚丙烯复合板材模压注塑一体成型后表面缩印及翘曲严重，不适合外饰件。本专利技术采用热塑性复合板材，可实现连续生产，采用一次模压注塑，外表面光滑，低翘曲，产品可回收利用。(4)工艺方面，与当前全塑前舱盖板、天窗、车顶、门板等外饰由支撑板和外板两部分粘接组合的工艺相比，本专利技术一体成型外饰制品，两种材料同时成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热塑性复合材料汽车外饰件的制备方法，包括步骤：(1)在连续纤维复合板的一面铺设非增强聚丙烯板复合层作为外表面，另一面铺设EVA膜层作为内表面，复合得到增强复合板；(2)将得到的增强复合板预热软化后进行模压、注塑一体成型，一次成型得到热塑性复合材料汽车外饰件。

【技术特征摘要】
1.一种热塑性复合材料汽车外饰件的制备方法，包括步骤：(1)在连续纤维复合板的一面铺设非增强聚丙烯板复合层作为外表面，另一面铺设EVA膜层作为内表面，复合得到增强复合板；(2)将得到的增强复合板预热软化后进行模压、注塑一体成型，一次成型得到热塑性复合材料汽车外饰件。2.根据权利要求1所述的热塑性复合材料汽车外饰件的制备方法，其特征在于，所述的连续纤维复合板通过单向预浸带交叉铺层模压得到。3.根据权利要求2所述的热塑性复合材料汽车外饰件的制备方法，其特征在于，所述单向预浸带以聚丙烯为基础树脂，玻璃纤维为增强组分；所述单向预浸带的厚度为0.1～0.35mm。4.根据权利要求1所述的热塑性复合材料汽车外饰件的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述连续纤维复合板的厚度为1～2mm，非增强聚丙烯板复合层厚度为0.2～1mm，EVA膜层厚度为0.2～0....

【专利技术属性】
技术研发人员：黄瑞杰，陈晓敏，陈光剑，张成，周功浪，金学斌，宋玉兴，周琨生，
申请(专利权)人：中广核俊尔浙江新材料有限公司，中广核俊尔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33