一种碳纤维线罩板层件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种碳纤维线罩板层件，罩板层件由多层多铺层方向的碳纤维织物材料和胶黏剂构成，其制备方法包括以下步骤：S1.碳纤维织物表面处理；S2.超支化聚合物改性碳纤维织物的制备；S3.改性碳纤维织物浸渍或涂覆胶黏剂；S4.将涂覆或浸渍有胶黏剂的碳纤维织物铺叠展料、定裁、焊接、贴标、裁切和堆叠，完成叠层件制作。本发明专利技术的一种碳纤维线路罩板叠层件制造方法，制造效率较高，相比于以往的工艺，大大减少制造成本，相应提高制造效率。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维线罩板层件及其制造方法
本专利技术涉及碳纤维复合材料应用
，具体涉及一种碳纤维线罩板层件及其制造方法。
技术介绍
碳纤维复合材料价格高，使其在汽车上应用具有一定的难度，特别在降本压力很大的当前。当然，碳纤维复合材料的价格高，除了碳纤维本身价格较高外，其中最大一个原因就是目前的加工方式，导致加工效率低，加工成本高。同时加工工艺的局限，不仅成本增加，而且效率较低，难以满足汽车行业动辄数万甚至几十万车型的需要。碳纤维作为一种高性能纤维，因具有比强度高、比模量高、热膨胀系数小、摩擦系数低、耐低温性能良好等特性而成为今年来树脂基复合材料最重要的增强材料。碳纤维作为增强体，为主要的承力结构，树脂基体起连接纤维和传递载荷的作用，可以传递和承受剪切应力，承受垂直于纤维的拉伸和压缩载荷，并保护纤维不受损伤和腐蚀。复合材料的性能不仅取决于其组分材料，同时也很大程度上取决于各组分间界面的质量，复合材料的界面是增强相和基体相的中间相，是增强相和基体相连接的桥梁，也是应力及其他信息的传递者，良好的界面结合能有效地传递载荷，提高复合材料的力学性能。因此，多年来，改善碳纤维与基体所形成的界面性能，对碳纤维表面进行改性处理，以充分发挥碳纤维的优异力学性能，一直是人们关注的问题。未经表面改性的碳纤维表面光滑，表面能低，缺乏有化学活性的官能团，若直接与基体树脂制成复合材料，其与基体树脂的界面粘合力较弱，会影响碳纤维复合材料整体优异性能的发挥。通过改变界面状态来提高碳纤维增强复合材料的性能，是当前关注的研究方向之一。>因此有必要专利技术一种快速叠层件制造工艺技术，为量产设备制造提供工艺支撑，并为碳纤维复合材料在汽车上规模化应用打下基础。
技术实现思路
要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种碳纤维线路罩板叠层件制造方法，制造效率较高，相比于以往的工艺，大大减少制造成本，相应提高制造效率。技术方案：一种碳纤维线罩板层件，所述罩板层件由多层多铺层方向的碳纤维织物材料和胶黏剂构成，所述胶黏剂为热塑性或热固性环氧树脂。优选的，所述碳纤维织物相邻层之间具有胶黏剂。优选的，所述碳纤维织物为平纹织物、斜纹织物、缎纹织物、经编织物或缝编织物中任意一种或者两种以上的组合物，织物克重为100-600gsm。优选的，所述缝编织物的经纬线交织角度为0°，90°，+45°或-45°。优选的，所述碳纤维织物材料的品级为T300、T700、T800和T1000中的一种或两种以上的组合，碳纤维织物材料的丝束为3K、12K、24K和48K中的一种或两种以上的组合。一种碳纤维线罩板层件的制造方法，包括以下步骤：S1.碳纤维织物表面处理；S2.超支化聚合物改性碳纤维织物的制备；S3.改性碳纤维织物浸渍或涂覆胶黏剂；S4.将涂覆或浸渍有胶黏剂的碳纤维织物铺叠展料、定裁、焊接、贴标、裁切和堆叠，完成叠层件制作。优选的，所述步骤S1中碳纤维织物的表面处理方法为：将碳纤维织物先后置于丙酮和浓硝酸中除杂和氧化处理，将氧化处理后的碳纤维置于SOCl2中水浴反应，反应除杂后，置于三乙胺、多乙烯多胺和四氢呋喃的混合反应溶液中，水浴反应得到表面接枝了-NH2的碳纤维织物。优选的，所述步骤S2中超支化聚合物改性碳纤维织物的制造方法为：将步骤S1中制备碳纤维织物置于二甲苯溶液中超声波剪切，加入对甲苯磺酸，在恒定温度下分批加入二羟甲基丙酸，进行酯化反应后得到超支化聚酯改性碳纤维织物。优选的，所述氧化处理后的碳纤维织物置于SOCl2中水浴反应，水浴反应的温度为40-60℃，时间为4-8h，碳纤维织物置于三乙胺、多乙烯多胺和四氢呋喃的混合反应溶液中，水浴反应温度为40-60℃，时间为10-30h；优选的，所述二羟甲基丙酸和碳纤维织物的质量比为1：1-0.5。优选的，所述铺叠展料为将成卷的碳纤维织物按照铺层顺序一次堆叠展开，保证相邻的两层织物之间有一层胶黏剂；所述定裁为将展开后的连续堆叠后的织物进行定长裁切，裁切长度大于产品尺寸至少50mm；所述焊接为采用焊接头在定裁后的叠层件上进行焊接，用于将叠层件所有层进行连接使叠层件保证一个整体以便于叠层件在后期成型过程中自动化设备的抓取；所述裁切为采用数控裁切机床对叠层件进行裁切，裁切速度控制为300-1000mm/s；所述堆叠为采用机器人或人工方式对裁切后的叠层件进行堆叠，保证每个叠层件标签方向一致，每层摆放误差＜5mm。有益效果：本专利技术碳纤维线路罩板叠层件制造方法具有以下优点：(1)本专利技术中碳纤维织物先进行改进然后胶黏剂进行复合，采用表面官能团接枝的方法，通过对碳纤维进行化学接枝以改善碳纤维织物与环氧树脂基体间的界面结合，提高了复合材料的性能；(2)首先通过SOCl2将处理后的碳纤维织物表面的-COOH取代为酰氯基团-COCl，然后再取代Cl，使得碳纤维织物表面接枝氨基；再碳纤维表面成功接枝氨基后，在催化剂的作用下，通过二甲苯、二羟甲基丙酸和氨基的反应，再碳纤维织物表面成功接枝超支化聚酯；(3)本专利技术中碳纤维织物选择平纹织物、斜纹织物、缎纹织物、经编织物或缝编织物，其中缝编织物的经纬线交织角度0°，90°，+45°或-45°，采用多层多铺层方向的交叉结构，提高了叠层件的强度和抗压力，结构简单，便于工艺成型；(4)本专利技术的制造方法中碳纤维织物铺叠展料、定裁、焊接、贴标、裁切和堆叠，过程简单，制造效率较高，相比于以往的工艺，大大减少制造成本，相应提高制造效率，其中焊接工序的加入有利于后续自动化设备的抓取。附图说明图1为碳纤维路罩板层件的制造工艺流程图；图2为碳纤维织物展料示意图；图3为叠层件焊接点示意图。具体实施方式实施例1一种碳纤维线罩板层件的制造方法，包括以下步骤：S1.碳纤维织物表面处理：将碳纤维织物先后置于丙酮和浓硝酸中除杂和氧化处理，将氧化处理后的碳纤维置于SOCl2中水浴反应，水浴反应的温度为40℃，时间为4h，反应除杂后，置于三乙胺、多乙烯多胺和四氢呋喃的混合反应溶液中(体积比为1∶1∶3)，水浴反应，水浴反应温度为40℃，时间为30h，得到表面接枝了-NH2的碳纤维织物；S2.超支化聚合物改性碳纤维织物的制备：将步骤S1中制备碳纤维织物置于二甲苯溶液中超声波剪切，加入对甲苯磺酸，在恒定温度下分批加入二羟甲基丙酸，二羟甲基丙酸和碳纤维织物的质量比为1：1，进行酯化反应后得到超支化聚酯改性碳纤维织物；S3.改性碳纤维织物浸渍或涂覆胶黏剂；S4.将涂覆或浸渍有胶黏剂的碳纤维织物铺叠展料、定裁、焊接、贴标、裁切和堆叠，完成叠层件制作，选用碳纤维织物材料的品级为T300，选用织物组织为平纹织物和2/2斜纹织物进行铺层，铺层角度为0°/90°/45°/-45°。实施例2一种碳纤维线罩板层件的制造方法，包括以下步骤：S1.碳纤维织物表面处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维线罩板层件，其特征在于：所述罩板层件由多层多铺层方向的碳纤维织物材料和胶黏剂构成，所述胶黏剂为热塑性或热固性环氧树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维线罩板层件，其特征在于：所述罩板层件由多层多铺层方向的碳纤维织物材料和胶黏剂构成，所述胶黏剂为热塑性或热固性环氧树脂。


2.根据权利要求1所述的一种碳纤维线罩板层件，其特征在于：所述碳纤维织物相邻层之间具有胶黏剂。


3.根据权利要求1所述一种碳纤维线罩板层件，其特征在于：所述碳纤维织物为平纹织物、斜纹织物、缎纹织物、经编织物或缝编织物中任意一种或者两种以上的组合物，织物克重为100-600gsm。


4.根据权利要求1所述一种碳纤维线罩板层件，其特征在于：所述碳纤维织物材料的品级为T300、T700、T800和T1000中的一种或两种以上的组合，碳纤维织物材料的丝束为3K、12K、24K和48K中的一种或两种以上的组合。


5.一种碳纤维线罩板层件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.碳纤维织物表面处理；
S2.超支化聚合物改性碳纤维织物的制备；
S3.改性碳纤维织物浸渍或涂覆胶黏剂；
S4.将涂覆或浸渍有胶黏剂的碳纤维织物铺叠展料、定裁、焊接、贴标、裁切和堆叠，完成叠层件制作。


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【专利技术属性】
技术研发人员：孙攀，
申请(专利权)人：風速汽車有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81