[發明專利]一種用于兒童玩具車車身的復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410138337.9
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN103980687A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 汪星;王超;陳何良;孫妮莎
• 申請（專利權）人: 寧波萊姆格迪童車科技有限公司
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L23/06;C08L55/02;C08K13/06;C08K9/04;C08K9/02;C08K7/06;C08K3/04;C08K5/14;C08K5/1539;C08K5/18;C08K5/09;C08K5/20;A6
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(普通合伙) 33243
• 代理人: 張向飛

技術領域

本發明涉及一種用于兒童玩具車車身的復合材料及其制備方法。

背景技術

兒童汽車車身是兒童汽車的重要組成部分，它構成了小孩的乘坐空間和乘坐環境，另外，車身的外表展示了整車的造型藝術和特征。因此，兒童汽車車身的材料既要滿足車身設計、生產、裝配、維護方面的要求，還要滿足使用、安全等方面的要求。

目前，兒童汽車車身主要由金屬材料制成，如鋼板，鎂、鋁合金等，雖然這些金屬材料制成的車身能滿足強度、剛度、耐腐蝕、拉延性以等方面要求，但是金屬材料的密度高，制成的車身較重，而且金屬材料的成本高，需要進行金加工工藝，加工費用高，生產周期長。

發明內容

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種重量輕、載重力強、安全性能高的用于兒童玩具車車身的復合材料。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：提供一種用于兒童玩具車車身的復合材料，所述復合材料為碳纖維復合材料，由以下重量份數的成分組成：表面改性的碳纖維：10-40份，復配樹脂：30-70份，ABS塑料：20-30份，固定劑：1-5份，潤滑劑：1-3份。

本發明用于兒童玩具車車身的復合材料為碳纖維與復配樹脂、抗沖擊強度高的ABS塑料復配而成，用于兒童玩具車車身時，車身質量輕、強度大、抗沖擊強度好。碳纖維在重量僅相當于鋼材重量的20-30%，硬度卻達到鋼材的10倍以上。所以用本發明碳纖維復合材料制備兒童玩具車車身可以使汽車輕量化，比普通鋼材的汽車重量能減少60%左右，但是安全性卻絲毫沒有降低，它的機械強度和抗沖性反而更高。此外，用普通金屬材質制成的兒童汽車車身，如果兒童在玩耍時發生碰撞或被硬物擊中，車身可能會凹陷。但是用碳纖維復合材料制成的汽車車身卻非常堅固，且具有較強的韌性，較高的光澤強度和一定的彈性，如果兒童在玩耍時發生碰撞或被硬物擊中，發生碰撞的地方或被硬物擊中的地方會迅猛反彈，表面絲毫不會損壞，且復合材料優異的吸能效果和抗沖擊性能可在車身與其他硬物發生碰上時將車身作用力點的部份沖擊力能量轉換為勢能和內能，讓沖擊力部份得到釋放，從而達到保護孩子和汽車的效果。

其次，經過不斷試驗發現，未經處理的碳纖維表面呈現化學惰性，與樹脂基體浸潤性差，會導致復合材料粘結性差，嚴重影響了碳纖維復合材料優異性能的發揮。因此，為了改善碳纖維與樹脂基體、塑料間的浸潤性，本發明先對碳纖維表面進行改性，再與復配樹脂、塑料等原料進行復配使用，使用于兒童玩具車車身的碳纖維復合材料的力學性能更好，且無毒、無污染。

在上述用于兒童玩具車車身的復合材料中，作為優選，表面改性的碳纖維的長度為1mm-50mm。如果碳纖維長度較小，在幾個毫米范圍內，則通過纖維增強結構的效果就會減弱，反之，較長的碳纖維則難以進行加工。

在上述用于兒童玩具車車身的復合材料中，作為優選，所述的復配樹脂為PC樹脂與PE樹脂按1：（0.5-2）復配而成。

本發明在碳纖維和ABS塑料的基礎上添加了PC樹脂與PE樹脂復配而成的樹脂，不僅可以提高用于兒童玩具車車身的復合材料的抗沖擊強度，還可提高材料的穩定性。使復合材料制得的玩具車車身具有優異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩定性及耐化學腐蝕性，也具有較高的強度、耐熱性和耐寒性；還具有自熄、阻燃、無毒、可著色等優點。

在上述用于兒童玩具車車身的復合材料中，作為優選，所述的PE樹脂為分子量為250萬-300萬的超高分子量聚乙烯。

在上述用于兒童玩具車車身的復合材料中，作為優選，所述的固定劑為過氧化甲乙酮、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、二氨基二苯甲烷中的一種或多種。

在上述用于兒童玩具車車身的復合材料中，作為優選，所述的潤滑劑為脂肪酸及其酯類、脂肪酸酰胺、有機硅化合物中的一種或多種。

本發明還提供一種上述用于兒童玩具車車身復合材料的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：

S1、將碳纖維在復配酸性溶液中，在50-70℃的反應溫度下，處理50-100min后在100-120℃烘干制成表面改性的碳纖維；

S2、稱取表面改性的碳纖維：10-40份，復配樹脂：30-70份，ABS塑料：20-30份，固定劑：1-5份，潤滑劑1-3份；

S3、將稱取好的表面改性的碳纖維超聲分散20-50min，然后加入稱取好的復配樹脂、ABS塑料，在80-150℃下反應1-3h，然后加入稱取好的固定劑、潤滑劑充分攪拌；

S4、將上述混合后的原料注入模具中，在80-130℃，8-15MPa下固化成型，脫模制得用于兒童玩具車車身復合材料。