[發明專利]一種用于防撞杠的碳纖維復合材料

有效

• 申請號: 201810080389.3
• 申請日: 2018-01-27
• 公開（公告）號: CN108589307B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 劉建立;王向衛;李海洋
• 申請（專利權）人: 福星東聯（北京）科技有限公司
• 主分類號: D06M17/00
• 分類號: D06M17/00;D06M15/63;D06M15/53;D06M15/55;D06M101/40
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 羅煥清

本發明涉及一種用于防撞杠的碳纖維復合材料，包括依次交替排布的碳纖維浸漬層和中空纖維浸漬層，碳纖維浸漬層和中空纖維浸漬層的層數分別為4?6層；碳纖維浸漬層按照如下方法制得：碳纖維織物在聚苯硫醚樹脂中浸漬、加壓成型；中空纖維浸漬層按照如下方法制得：中空纖維織物在第二樹脂膠中浸漬、加壓成型；碳纖維浸漬層和中空纖維浸漬層依次排布完成后，加熱加壓成型制得碳纖維復合材料。采用以上方法制得的用于防撞杠的碳纖維復合材料具有強度高、減震效果好、質量較輕的特點。

技術領域

本發明涉及防撞減震復合材料領域，具體涉及一種用于防撞杠的碳纖維復合材料。

背景技術

車輛防撞梁安裝在車輛四周，當車輛受到碰撞時，防撞梁可以吸收部分碰撞產生的震動。通常車輛防撞梁采用鋼材等高硬度材質，但采用這些材料制得的車輛防撞梁通常比較重，不能滿足汽車輕量化要求。

為了減輕車輛防撞梁的重量，申請日為2011年12月5日、申請號為201110398165.5的中國專利公開了一種汽車防撞梁的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料及汽車防撞梁的制作方法，其中汽車防撞梁由原材料碳纖維和聚苯硫醚樹脂按照多層結構上下交替排布制得主體結構，并且在主體結構的兩側分別固定聚酰亞胺薄膜制備預浸料，預浸料通過熱壓成型制得碳纖維增強聚苯硫醚復合材料。

采用以上方法制得的汽車防撞梁，其主要以碳纖維和基體樹脂作為基礎原料，替代部分鋼材，以減輕防撞梁的重量。由于碳纖維與基體樹脂之間存在界面，碳纖維表面比較光滑，界面之間的作用力較弱。當受到外力時，基體樹脂與碳纖維之間容易發生相對滑移，影響防撞梁的強度。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于防撞杠的碳纖維復合材料，其具有強度高、減震效果好、質量較輕的特點。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種用于防撞杠的碳纖維復合材料，包括依次交替排布的碳纖維浸漬層和中空纖維浸漬層，碳纖維浸漬層和中空纖維浸漬層的層數均為4-6層；

碳纖維浸漬層按照如下方法制得：碳纖維織物在聚苯硫醚樹脂中浸漬、加壓成型；碳纖維織物進行表面上漿處理，具體上漿處理過程包括：

S1、碳纖維織物預先在丙酮溶液中浸泡24-48h，之后采用去離子水清洗干凈碳纖維織物表面的溶劑；

S2、將S1處理后的碳纖維織物在上漿劑中浸潤36-48h進行上漿處理，上漿劑包括以質量份數表示的：聚苯醚酮樹脂25-40份、NMP溶劑45-50份、辛基酚聚氧乙烯醚0.5-0.8份、去離子水56-63份；

S3、經過S2處理的碳纖維織物在惰性氣氛下，于110-120℃之間固化處理3-5h，制得經過上漿劑處理的碳纖維織物；

中空纖維浸漬層按照如下方法制得：

以質量分數計的100份環氧樹脂中加入7-10份固化劑攪拌制得中空纖維浸漬膠；中空纖維織物在中空纖維浸漬膠中浸漬、加壓成型；

碳纖維浸漬層和中空纖維浸漬層依次排布完成后，加熱加壓成型制得碳纖維復合材料。

采用以上技術方案，碳纖維織物與中空纖維織物交替排布，提供一定的強度和柔性。碳纖維織物具有一定的強度和柔性，便于熱壓定型。中空纖維織物具有彈性，其與碳纖維織物配合，進一步提高制得的碳纖維復合材料的柔韌性。遇到碰撞時，其能夠吸收部分震動能，減少碳纖維復合材料收到的沖擊，提高碳纖維復合材料的抗震強度。

此外，碳纖維織物和聚苯硫醚樹脂結合，提高碳纖維織物的界面結合作用力。此外，對碳纖維織物預先采用聚苯醚酮樹脂上漿處理，進一步提高碳纖維織物與聚苯硫醚樹脂的界面結合強度，還可以使碳纖維保持一定的柔性，提高碳纖維復合材料的抗拉強度。

進一步地，碳纖維織物和中空纖維織物均選擇平紋織物、斜紋織物、緞紋織物或者單向織物中的一種。