一种低损伤的碳纤维复合材料制品表面处理工艺，将碳纤维复合材料制品放入带门的密闭空腔内并抽真空后，通入高压氩氧混合的离子态气体，对碳纤维复合材料制品表面进行活化处理，使碳纤维复合材料制品表面微观粗化和表面有机物分解。再进行喷漆保护。本发明专利技术通过等离子体的离子溅射作用，快速发散，全面渗透到制品表面，可达到无死角，处理时间短，可多制品同时作业，大大提高生产效率。解决了打磨过程中产生大量的粉层环境问题，人工操作的低效问题和损伤碳制品表面的损伤问题。具有无粉层、无污染的绿色环保性，对碳纤维制品表面低损伤，可自动化设计使制作效率大幅提高等优点。对保护环境和生产效率的提高起到了积极的推动作用。用。
【技术实现步骤摘要】
一种低损伤的碳纤维复合材料制品表面处理工艺
[0001]本专利技术涉及一种新材料应用
，特别是一种低损伤的碳纤维复合材料制品表面处理工艺。
技术介绍
[0002]碳纤维表面处理是为了满足碳制品的耐蚀性、耐磨性、装饰需求或其他特殊功能要求，工业上的碳纤维制品表面主要是装饰性的需求，在碳纤维制品上喷涂漆水或其他涂层。因碳纤维的高刚性和轻量化，市场上很多产品都是碳纤维材料，应用十分广泛。目前市场针对碳纤维表面活性的处理大多是砂纸打磨粗化，金刚砂喷砂粗化提升表面活性，使漆水或涂层能够附着碳纤维制品表面。但以上处理方式污染大，时间长，大量使用人工且对碳制品表面损伤很大，制品的整体强度也随之降低。传统的碳纤维表面粗化工艺不管是人工打磨还是自动打磨，其效率都很低，要做到均匀粗化且不损伤制品表面就需要长时间的处理。
技术实现思路
[0003]本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种无粉尘、无污染、低损伤的碳纤维复合材料制品表面处理工艺。
[0004]本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种低损伤的碳纤维复合材料制品表面处理工艺，其特点是：步骤：1）碳纤维复合材料制品去毛边、高压气体去除表面浮尘；2）将碳纤维复合材料制品放入带门的密闭空腔内，抽真空，使真空度达到15～100Pa；3）将氩气、氧气按比例混合均匀，再通过高频发生器使其电离产生氩氧混合的离子态气体；4）将离子态气体通入到密闭容器中，并对密闭容器增压，使其压力大于一个大气压；5）装有离子态气体的密闭容器通过高压管路与放置有碳纤维复合材料制品的密闭空腔连接相通，在高压管路上装有阀门，调节上述阀门开度，将上述密闭容器中的高压离子态气体通入放置有碳纤维复合材料制品的密闭空腔中，在密闭空腔内部的气压达到一个大气压后，关闭阀门，停止注入离子态气体；对碳纤维复合材料制品表面进行活化处理，时间在15
‑
400秒，使碳纤维复合材料制品表面微观粗化和表面有机物分解；6）取出活化后的碳纤维复合材料制品进行表面喷漆处理。
[0005]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，密闭容器中的高压离子态气体的压力为1.5~3个大气压。
[0006]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，离子态气体中
氩气与氧气的比例在1:9～9:1。
[0007]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述喷漆处理方法为：先对活化后的碳纤维复合材料制品喷涂EP底漆，底漆：溶剂：硬化剂比例为4：1.2:1，烘烤温度60～80℃，时间40～80分钟；然后喷涂PU色漆，PU色漆：溶剂：硬化剂比例为4：2:1，烘烤温度60～80℃，时间40～80分钟；最后上表面清漆，表面清漆：溶剂：硬化剂比例为3:2:1，室温20
±
5℃静置2小时以上，60～80℃烤箱烘烤1～2小时。
[0008]本专利技术与现有技术相比，通过等离子体的离子溅射作用，快速发散，全面渗透到制品表面，可达到无死角，处理时间短，可多制品同时作业，大大提高生产效率。解决了打磨过程中产生大量的粉层环境问题，人工操作的低效问题和损伤碳制品表面的损伤问题。具有无粉层、无污染的绿色环保性，对碳纤维制品表面低损伤，可自动化设计使制作效率大幅提高等优点。对保护环境和生产效率的提高起到了积极的推动作用。
具体实施方式
[0009]以下进一步描述本专利技术的具体技术方案，为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以便于本领域的技术人员进一步地理解本专利技术，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，而不构成对其权利的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0010]一种低损伤的碳纤维复合材料制品表面处理工艺，1）碳纤维复合材料制品去毛边、高压气体去除表面浮尘；2）将碳纤维复合材料制品放入带门的密闭空腔内，抽真空，使真空度达到15～100Pa；3）将氩气、氧气按比例混合均匀，再通过高频发生器使其电离产生氩氧混合的离子态气体；根据产品大小功率在3KW以上，腔体空间5L以上都可实现，通过等离子发生器为系统提供高频电场，在真空腔体内电离氩氧混合气体，产生氩氧混合等离子体。
[0011]4）将离子态气体通入到密闭容器中，并对密闭容器增压，使其压力大于一个大气压；5）装有离子态气体的密闭容器通过高压管路与放置有碳纤维复合材料制品的密闭空腔连接相通，在高压管路上装有阀门，调节上述阀门开度，将上述密闭容器中的高压离子态气体通入放置有碳纤维复合材料制品的密闭空腔中，在密闭空腔内部的气压达到一个大气压后，关闭阀门，停止注入离子态气体；对碳纤维复合材料制品表面进行活化处理，时间在15
‑
400秒，使碳纤维复合材料制品表面微观粗化和表面有机物分解；6）取出活化后的碳纤维复合材料制品进行表面喷漆处理。
[0012]所述密闭容器中的高压离子态气体的压力为1.5~3个大气压。密闭容器与密闭空腔之间形成压力差，使高压离子态气体在离子溅射作用下，快速发散，全面渗透到制品表
面。
[0013]离子态气体中氩气与氧气的比例在1:9～9:1。
[0014]等离子态的氩氧混合气体是正离子和电子的密度大致相等的电离气体，作用到碳纤维制品表面，清除了表面原有的污染物和杂质，而且会产生刻蚀作用，将制品表面变粗糙，形成许多微细坑洼，增大了制品的比表面。交联作用等离子体中的粒子能量在 0~20eV，而碳制品表面聚合物中大部分的键能在0~10eV ，因此氩氧混合等离子气体作用到碳纤维制品表面后，可以将制品表面的原有的化学键产生断裂，等离子体中的自由基与这些键形成网状的交联结构，大大地激活了表面活性。
[0015]该工艺从微观层面上对碳纤维制品表面进行处理，对碳纤维制品本身的损伤极小，该工艺不仅仅局限于碳纤维复合材料制品，金属合金，PVC﹑TPU等塑料类复合材料制品均可应用。
[0016]所述喷漆处理方法为：先对活化后的碳纤维复合材料制品喷涂EP底漆，底漆：溶剂：硬化剂比例为4：1.2:1，烘烤温度60～80℃，时间40～80分钟；然后喷涂PU色漆，PU色漆：溶剂：硬化剂比例为4：2:1，烘烤温度60～80℃，时间40～80分钟；最后上表面清漆，表面清漆：溶剂：硬化剂比例为3:2:1，室温20
±
5℃静置2小时以上，60～80℃烤箱烘烤1～2小时。
[0017]等离子态的氩氧混合气体是正离子和电子的密度大致相等的电离气体，作用到碳纤维制品表面，清除了表面原有的污染物和杂质，而且会产生刻蚀作用，将制品表面变粗糙，形成许多微细坑洼，增大了制品的比表面。交联作用等离子体中的粒子能量在 0~20eV，而碳制品表面聚合物中大部分的键能在0~10eV ，因此氩氧混合等离子气体作用到碳纤维制品表面后，可以将制品表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低损伤的碳纤维复合材料制品表面处理工艺，其特征在于：1）碳纤维复合材料制品去毛边、高压气体去除表面浮尘；2）将碳纤维复合材料制品放入带门的密闭空腔内，抽真空，使真空度达到15～100Pa；3）将氩气、氧气按比例混合均匀，再通过高频发生器使其电离产生氩氧混合的离子态气体；4）将离子态气体通入到密闭容器中，并对密闭容器增压，使其压力大于一个大气压；5）装有离子态气体的密闭容器通过高压管路与放置有碳纤维复合材料制品的密闭空腔连接相通，在高压管路上装有阀门，调节上述阀门开度，将上述密闭容器中的高压离子态气体通入放置有碳纤维复合材料制品的密闭空腔中，在密闭空腔内部的气压达到一个大气压后，关闭阀门，停止注入离子态气体；对碳纤维复合材料制品表面进行活化处理，时间15
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400秒，使碳纤维复合材料制品表面微观粗化和表面有机物分解；6）取出活化后...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗明丰，尚武林，夏晓冬，黄卫波，李锋，
申请(专利权)人：连云港神鹰碳纤维自行车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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