碳纤维增强塑料构件以及用于形成防腐蚀层的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在碳纤维增强塑料构件的表面上形成防腐蚀层的方法和装置，所述塑料构件随后借助粘接连接与金属构件连接，将所述塑料构件沉入充有电泳涂装漆的池中并且被接线作为电极，所述池具有至少一个对电极，在对电极和塑料构件之间形成电场并且基于电泳涂装漆颗粒在塑料构件上的沉积形成相对于金属构件电隔离的防腐蚀层。本发明专利技术还涉及该方法的应用以及碳纤维增强塑料构件。

【技术实现步骤摘要】
碳纤维增强塑料构件以及用于形成防腐蚀层的方法和装置
本专利技术涉及一种用于在碳纤维增强塑料构件的表面上形成防腐蚀层的方法和装置。另外，本专利技术还涉及一种方法应用。
技术介绍
为了提高塑料构件的强度，已知用碳纤维来增强它。在复合构件的批量生产范畴中，碳纤维增强塑料构件也与其它构件如金属构件粘接，例如在制造汽车车身时。例如本申请人的专利申请文件DE102007040011A1公开一种用导电的纤维来增强塑料构件的方法。由于在制造碳纤维增强塑料构件时通常使用分离剂，所以在塑料构件的表面上不可避免地存在分离剂残留物。但如果塑料构件随后与另一构件粘接，则分离剂残留物会防碍良好的粘附。因此必须在碳纤维增强塑料构件与金属构件粘接之前，对碳纤维增强塑料构件进行表面预处理。对此已知，对塑料构件的表面进行研磨处理并且在一个预处理步骤中进行化学清理。通过这种方式确保清理后的表面为粘接剂提供优化的粘附基础。塑料构件的制造、接下来的表面预处理和随后与金属构件的粘接是费时且昂贵的。另外已表明，在粘接时暴露的塑料构件的较贵的碳丝与不那么贵的金属构件直接接触，这导致金属构件的腐蚀。因此需要为塑料构件规定预处理，该预处理允许优化的粘接并且防止碳纤维增强塑料构件和金属构件之间后来的腐蚀。专利申请文件DE3915080A1公开了一种用于为由金属钢、铝或铜制成的导电基底涂膜的方法，其中将基底沉入含水的电泳涂装漆中，该漆含有至少一种可在阴极沉积的合成树脂。当在基底上电泳沉积出膜后，烘烤沉积的漆膜。专利申请文件DE102010012047A1公开了一种用于为金属或塑料基底补充涂膜的喷涂法，其中使用含有环氧胺加合物且不含交联剂的涂膜组合物，其在低温下硬化并且因此适用于维修目的。该补充涂膜和随后的低温下的硬化适用于维修之前已经在汽车制造时被涂漆的构件，但并不适用于汽车制造中的塑料构件批量生产范畴中的首次涂漆。在批量生产的范畴中，喷漆很复杂，另外很难获得均匀的涂层。最后由公开文件ATZSonderheft，2012－02已知，在汽车制造的范畴中首先为玻璃纤维增强塑料构件和金属构件涂漆、将腐蚀保护介质涂覆在涂漆后的金属构件的表面上，接着粘接金属构件和塑料构件。由于需要两个在技术上极其不同的方法步骤，即一方面为构件涂漆并且另一方面涂覆防腐蚀层，所以该已知的方法是复杂且昂贵的。
技术实现思路
因此本专利技术的任务在于提供一种用于在碳纤维增强塑料构件上形成防腐蚀层的方法，该方法可比已知的方法更快且更加低成本地实施，并且该方法预备塑料构件表面用于塑料构件随后与金属构件粘接。本专利技术提供一种用于在碳纤维增强塑料构件的表面上形成防腐蚀层的方法，所述塑料构件随后借助粘接连接与金属构件连接，在该方法中，将所述塑料构件沉入充有电泳涂装漆的池中并且被接线作为电极。在此，所述池具有至少一个对电极，在对电极和塑料构件之间形成电场并且基于电泳涂装漆颗粒在塑料构件上的沉积而形成相对于金属构件电隔离的防腐蚀层，其中，电泳涂装漆颗粒的沉积至少进行直到不再有碳纤维暴露于所述表面上，其中，碳纤维增强塑料构件在形成防腐蚀层之后借助粘接剂与金属构件粘接。本专利技术不仅包括将塑料构件接线作为阳极的实施方式而且也包括将塑料构件接线作为阴极的实施方式。由于在阳极和阴极之间形成电场，所以在塑料构件表面上来自制造过程中的分离剂残留物被析出，并且颗粒沉积在塑料构件的表面上。暴露的碳丝是导电的，因而吸引池中的漆颗粒。颗粒的沉积尤其是至少进行直到不再有与其余碳纤维增强塑料构件导电连接的碳丝暴露于表面上。优选防腐蚀层由具有连续的最小厚度的漆层构成。较贵的碳丝因此借助漆颗粒层与环境隔离。当塑料构件随后与金属构件粘接时，较贵的碳丝与金属构件的不那么贵的金属电隔离。漆颗粒层因此防止金属构件的腐蚀并且因此构成防腐蚀层。在涂装池中处理塑料构件之前，在预除油脂池中清理塑料构件，清理后可进行磷化处理和在去离子水中水浴。由于塑料构件的表面在涂装漆池中被涂膜，所以在涂漆后在表面上不再有分离剂残留物。所述表面因此也准备好随后与金属构件粘接并且提供了良好的用于例如冷硬化的粘接剂的粘附基础。根据本专利技术的方法因此允许同时在一个唯一的方法步骤中既形成防腐蚀层又预处理塑料构件的表面以便随后进行粘接。根据本专利技术的方法因此能够更快并且更加低成本地制造由塑料构件和金属构件构成的复合构件。这例如对于汽车制造中的复合构件的制造尤为有利。由于借助根据本专利技术的方法可避免塑料构件的表面不平，因此也可避免使用或至少显著减少为此所需的辅助介质、如磨料、喷丸和清洁剂如去离子水及溶剂。此外，借助本专利技术的方法也可在一个唯一的方法步骤中既形成防腐蚀层又进行涂漆。因为塑料构件另外在涂装漆池中被涂漆并且未采用喷涂法，所以其也适合于批量生产。因此根据本专利技术的方法例如特别适合于汽车制造。根据本专利技术方法的一种有利的扩展方案，塑料构件在形成防腐蚀层之后借助尤其是冷硬化的粘接剂与金属构件粘接。通过在涂装漆池中对表面涂漆并且因此形成均匀的覆盖表面的漆层且表面上不再有分离剂残留物，该表面为冷硬化的粘接剂提供了优化的粘附基础，该粘附基础在电泳涂装之后可直接使用。本专利技术还包括将根据本专利技术的方法应用于预处理用于与金属构件粘接的碳纤维增强塑料构件，以便在车身构件的批量生产范畴中制造车身构件。在此在车身制造的范畴中所述方法适合用于任何车辆类型的车身。该方法特别适合用于汽车车身的制造范畴。本专利技术还实现一种碳纤维增强塑料构件，在其表面上具有防腐蚀层，所述塑料构件能随后借助粘接连接与金属构件连接，其特征在于，通过尚未具有所述防腐蚀层的塑料构件被沉入充有电泳涂装漆的池中并且被接线作为电极，所述池具有至少一个对电极，在对电极和塑料构件之间形成电场，基于电泳涂装漆颗粒在塑料构件上的沉积而形成相对于金属构件电隔离的所述防腐蚀层。本专利技术还实现一种用于在碳纤维增强塑料构件的表面上形成防腐蚀层的装置，所述塑料构件能随后借助粘接连接与金属构件连接，其特征在于，所述装置具有充有电泳涂装漆的池，所述塑料构件能沉入所述充有电泳涂装漆的池中并且能被接线作为电极，所述池具有至少一个对电极，在对电极和塑料构件之间能形成电场，并且基于电泳涂装漆颗粒在塑料构件上的沉积能形成相对于金属构件电隔离的所述防腐蚀层，其中，电泳涂装漆颗粒的沉积至少进行直到不再有碳纤维暴露于所述表面上。附图说明下面借助附图详细说明本专利技术。附图如下：图1为具有根据本专利技术方法形成的防腐蚀层的碳纤维增强塑料构件的横截面图。具体实施方式图1示出碳纤维增强塑料构件1的横截面图，它设有根据本专利技术的方法形成的防腐蚀层2。塑料构件1首先被制成碳纤维3增强基体树脂4。在此，贵碳纤维3首先部分暴露在表面上。如果塑料构件1在该状态下与具有车身制造中常见的金属质量的构件粘接，则在塑料构件1和金属构件之间的相互贴靠的区域中在电解质的作用下会在短时间内出现接触腐蚀。因此将塑料构件1沉入阴极电泳涂装漆池(KTL池)中。在该池中塑料构件作本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在碳纤维（3）增强塑料构件（1）的表面上形成防腐蚀层（2）的方法，所述塑料构件随后借助粘接连接与金属构件连接，其特征在于，将所述塑料构件（1）沉入充有电泳涂装漆的池中并且被接线作为电极，所述池具有至少一个对电极，在对电极和塑料构件（1）之间形成电场并且基于电泳涂装漆颗粒在塑料构件（1）上的沉积而形成相对于金属构件电隔离的所述防腐蚀层（2）。

【技术特征摘要】
2012.07.31 DE 102012213455.71.用于在碳纤维(3)增强塑料构件(1)的表面上形成防腐蚀层(2)以防止随后借助粘接连接与所述碳纤维增强塑料构件连接的金属构件腐蚀的方法，其特征在于，将所述碳纤维(3)增强塑料构件(1)沉入充有电泳涂装漆的池中并且被接线作为电极，所述池具有至少一个对电极，在对电极和碳纤维(3)增强塑料构件(1)之间形成电场并且基于电泳涂装漆颗粒在碳纤维(3)增强塑料构件(1)上的沉积而形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·布劳赫，FP·贝伦特，HD·乌尔里希，E·布雷姆，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：