一种汽车防撞结构及其制备方法技术

本申请公开了一种汽车防撞结构及其制备方法，所述汽车防撞结构包括内支撑体、缓冲层、漆层，所述缓冲层设置于所述内支撑体的外表面，所述漆层设置于所述缓冲层的外表面；所述缓冲层内设置有多层碳纤维球；本申请能够提高防撞结构的防断裂能力，及提高防撞结构的使用寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车防撞结构及其制备方法


[0001]本申请汽车防撞结构领域，尤其涉及防撞结构及制备方法。

技术介绍

[0002]汽车运动过程中常会有碰撞发生，小的碰撞常造成表面漆脱落，大的碰撞常造成防撞结构断裂，如何提高防撞结构的防断裂能力，及提高防撞结构的使用寿命成为一直以来的问题。
申请内容
[0003]为解决现有技术中存在的问题，本申请公开一种汽车防撞结构，所述汽车防撞结构包括内支撑体、缓冲层、漆层，所述缓冲层设置于所述内支撑体的外表面，所述漆层设置于所述缓冲层的外表面；其中，所述缓冲层内设置有多层碳纤维球。
[0004]所述缓冲层的所述碳纤维球之间设置有粘结剂，所述缓冲层内至少设置有3层碳纤维球，碳纤维主要由碳元素组成，可用用腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成，具有耐高温、抗摩擦、导热及耐腐蚀特性，碳纤维外形呈纤维状、柔软，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量；另外碳纤维也包括多壁碳管，经试验发现多壁碳管在喷雾造粒过程中成球性能更优；碳纤维的直径在100nm
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10um，碳纤维球的直径在5
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50um，可根据喷雾造粒过程中的溶液浓度（溶液中碳纤维的含量）及喷雾枪的喷孔大小来调节碳纤维球的直径；由于碳纤维球为多孔结构，且有很高的韧性，当轻微撞击发生时，能够缓冲撞击应力；当撞击力度增大后，可撞破漆层、可造成碳纤维球移位，通过碳纤维球的移位进一步缓冲撞击应力；只要不撞断内支撑体，则可通过喷涂含粘结剂的碳纤维球溶液并烘干的方式，弥补撞断造成的表面划伤，从而修补方便，相当于提高了防撞结构的使用寿命；相比于有些现有技术中，将防撞结构外部设置泡棉的方式，由于泡棉的化学稳定性远小于碳纤维，进而没有本申请汽车防撞结构的使用寿命更高；另外，相对于将缓冲层设置为整块的纤维层，由于纤维层无法形成碳纤维球移位的作用，则使得纤维层在撞击过程中很容易在撞击最严重位置形成应力集中，从而容易使得缓冲层下方（或后方）的支撑体破裂。
[0005]所述汽车防撞结构制备方法包括如下步骤：步骤P1、制备碳纤维球；步骤P2、设置碳纤维球于内支撑体表面；步骤P3、设置漆层于碳纤维球表面。
[0006]所述步骤P1包括如下步骤：步骤F1、混料，将碳纤维、及水溶液设置于混合容器中并超声搅拌均匀；步骤F2、喷雾造粒，用喷雾干燥装置对混合溶液内的液体进行喷雾干燥得到第一碳纤维球，喷雾干燥过程为：喷雾干燥设备通过管道吸附混合溶液至高温喷头，高温喷头有
很多细小喷孔，高温喷头内的混合溶液受高压力经细小喷嘴喷出，形成雾化液滴，雾化液滴中含有碳纤维，高温喷头外设置有送风设备，经过送风设备及高温高压喷射，雾化液滴内的水分被迅速蒸发，同时雾化液滴内的碳纤维团聚成碳纤维球。
[0007]或者，所述步骤P1包括如下步骤：步骤F1、混料，将碳纤维、及可溶盐溶液设置于混合容器中并超声搅拌均匀；步骤F2、喷雾造粒，用喷雾干燥装置对混合溶液内的液体进行喷雾干燥得到第二碳纤维球，喷雾干燥过程为：喷雾干燥设备通过管道吸附混合溶液至高温喷头，高温喷头有很多细小喷孔，高温喷头内的混合溶液受高压力经细小喷嘴喷出，形成雾化液滴，雾化液滴中含有碳纤维及可溶性盐，高温喷头外设置有送风设备，经过送风设备及高温高压喷射，雾化液滴内的水分被迅速蒸发，同时雾化液滴内的碳纤维团聚成碳纤维球并且可溶性盐析出，由于碳纤维的阻隔作用，可溶性盐以可溶盐球形态析出于第二碳纤维球内部的碳纤维之间；步骤F3、水洗，对所述步骤F2形成的所述第二碳纤维球进行水洗过程，水洗过程中，可溶性盐溶解，从而使得原有可溶盐球位置形成牺牲孔，从而增大碳纤维球的内部空间，提高缓冲能力；步骤F4、烘干，对经过所述步骤F3的第二碳纤维球进行烘干得到第三碳纤维球。
[0008]所述内支撑体为圆柱形，所述缓冲层为圆环形，所述缓冲层设置到所述内支撑体外表面所用的设备包括如下结构：烘干箱体、第一加热器、喷射枪、第二加热器、不动辊、抽气设备，所述第一加热器及所述喷射枪设置于所述烘干箱体的外部，所述不动辊设置于所述烘干箱体的内部。
[0009]所述烘干箱体一侧开口，所述内支撑体所述第二加热器设置在所述开口处（图中未标号示出），所述第二加热器设置在所述内支撑体的上方，所述第二加热器设置在所述内支撑体及所述烘干箱体之间。
[0010]所述喷射枪设置在所述第一加热器及所述第二加热器之间。
[0011]所述缓冲层设置到所述内支撑体外表面的过程如下：将所述内支撑体架设于所述开口处，且将所述内支撑体顺时针旋转；将所述第一加热器打开并靠近所述内支撑体（所述内支撑体表面为金属材料，第一加热器可以在喷射枪喷射前将内支撑体表面预热，从而加快喷射溶剂的挥发）；将含有所述碳纤维球、粘结剂的溶液经过所述喷射枪喷射到所述内支撑体的表面；将所述第二加热器打开；将所述不动辊靠近所述内支撑体（所述不动辊与所述内支撑体之间的间距小于经过第二加热器及抽气设备烘干后的缓冲层厚度，从而可以对缓冲层进行压实，压实后，可以使得碳纤维球之间更紧密连接，防止喷漆过程中碳纤维球脱落；可根据缓冲层的厚度、碳纤维球的孔隙率、碳纤维球的层数、目标缓冲应力，来调节所述不动辊与所述内支撑体之间的间距）；打开抽气设备，抽气设备可以将挥发的溶剂快速吸走而脱离烘干箱体内部，从而加快溶剂的挥发。
[0012]所述粘结剂为聚偏氟乙烯，所述喷射枪喷射溶液的溶剂为水，粘结剂可以增强碳纤维球之间的连接力，也可以增强碳纤维球与内支撑体表面的粘结力。
[0013]本申请公开的方法具有如下优点：由于碳纤维球为多孔结构，且有很高的韧性，当轻微撞击发生时，能够缓冲撞击应力；当撞击力度增大后，可撞破漆层、可造成碳纤维球移位，通过碳纤维球的移位进一步缓
冲撞击应力；只要不撞断内支撑体，则可通过喷涂含粘结剂的碳纤维球溶液并烘干的方式，弥补撞断造成的表面划伤，从而修补方便，相当于提高了防撞结构的使用寿命；相比于有些现有技术中，将防撞结构外部设置泡棉的方式，由于泡棉的化学稳定性远小于碳纤维，进而没有本申请汽车防撞结构的使用寿命更高；另外，相对于将缓冲层设置为整块的纤维层，由于纤维层无法形成碳纤维球移位的作用，则使得纤维层在撞击过程中很容易在撞击最严重位置形成应力集中，从而容易使得缓冲层下方（或后方）的支撑体破裂，而碳纤维球在撞击过程中可以移位，相当于让撞击物产生滑移，从而缓冲的应力集中。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0015]图1是本申请汽车防撞结构整体示意图及AA截面位置示意。
[0016]图2是本申请图1中AA截面图，及E放大位置示意。
[0017]图3是本申请图2中E放大位置图。
[0018]图4是本申请汽车防撞结构制备方法整体流程图。
[0019]图5是本申请第一实施方式的步骤P1中混料转态示意图。
[0020]图6是本申请第一实施方式的步骤P1喷雾造粒过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车防撞结构，其特征在于，所述汽车防撞结构包括内支撑体、缓冲层、漆层，所述缓冲层设置于所述内支撑体的外表面，所述漆层设置于所述缓冲层的外表面；其中，所述缓冲层内设置有多层碳纤维球。2.根据权利要求1所述的一种汽车防撞结构，其特征在于，所述缓冲层的所述碳纤维球之间设置有粘结剂，所述缓冲层内至少设置有3层碳纤维球。3.一种汽车防撞结构制备方法，其特征在于，根据任一权利要求1
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2所述汽车防撞结构，所述汽车防撞结构制备方法包括如下步骤：步骤P1、制备碳纤维球；步骤P2、设置碳纤维球于内支撑体表面；步骤P3、设置漆层于碳纤维球表面。4.根据权利要求3所述的一种汽车防撞结构制备方法，其特征在于，所述步骤P1包括如下步骤：步骤F1、混料，将碳纤维、及水溶液设置于混合容器中并超声搅拌均匀；步骤F2、喷雾造粒，用喷雾干燥装置对混合溶液内的液体进行喷雾干燥得到第一碳纤维球。5.根据权利要求3所述的一种汽车防撞结构制备方法，其特征在于，所述步骤P1包括如下步骤：步骤F1、混料，将碳纤维、及可溶盐溶液设置于混合容器中并超声搅拌均匀；步骤F2、喷雾造粒，用喷雾干燥装置对混合溶液内的液体进行喷雾干燥得到第二碳纤维球；步骤F3、水洗，对所述步骤F2形成的所述第二碳纤维球进行水洗过程；步骤F4、烘干，对经过所述步骤F3的第二碳纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：宾庆云，宾晟晗，丁爱国，
申请(专利权)人：宜春市富锐气体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：