[發明專利]一種汽車板材用碳纖維復合材料及其制備工藝

有效

• 申請號: 201910724982.1
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110588100B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 韓一博
• 申請（專利權）人: 江蘇賽愽智能制造研究院有限公司
• 主分類號: B32B15/20
• 分類號: B32B15/20;B32B3/12;B32B27/02;B32B27/36;B32B7/12;B32B27/12;B32B27/06;B32B15/14;B32B9/00;B32B9/04;B32B27/30;B32B3/30;C08L67/06;C08K13/04
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 吳東勤

1.一種汽車板材用碳纖維復合材料，其特征在于：包括高強疊板層、補償增韌層，高強疊板層包括復合熱壓的CFPR板以及蜂窩型稀土鋁合金板，補償增韌層包括復合熱壓的上、中、下三層含礦物摻雜的不飽和聚酯纖維增強板；高強疊板層、補償增韌層厚度比為1:0.4-0.7；

所述補償增韌層的上、下層的含礦物摻雜的不飽和聚酯纖維增強板相向側面開設有若干卡接槽，且上、下卡接槽開口朝向相反，中層的含礦物摻雜的不飽和聚酯纖維增強板的上、下側面設有與卡接槽對應適配的凸沿；

所述CFPR板、蜂窩型稀土鋁合金板以及含礦物摻雜的不飽和聚酯纖維增強板間均設有粘結層，粘結層為膠粉層或高分子膠膜層或膠粉-高分子膠膜復合層，粘結層厚度為0.15-0.25mm。

2.根據權利要求1所述的汽車板材用碳纖維復合材料，其特征在于：所述CFRP板采用聚丙烯腈碳纖維/海泡石纖維與聚氨酯樹脂固化成型的板材，蜂窩型稀土鋁合金板采用Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金為基礎合金，添加RE和Mn元素，蜂窩型稀土鋁合金板孔隙率為45-50％。

3.根據權利要求2所述的汽車板材用碳纖維復合材料，其特征在于：所述CFRP板制備方法為，采用靜電紡絲法先制備聚丙烯腈碳纖維/海泡石纖維的復合纖維氈，然后采用樹脂傳遞模塑成型工藝以復合纖維氈為增強材料、以聚氨酯樹脂為樹脂體系，同時添加適量填料，制得CFRP層；其中，

復合纖維氈中聚丙烯腈碳纖維與海泡石纖維質量比為1:0.1-0.2；填料為滑石粉與玻璃微珠組合物，兩者質量比為1:4；

復合纖維氈、填料、聚氨酯樹脂的質量百分比分別為18-25％、25-40％、余量。

4.根據權利要求2所述的汽車板材用碳纖維復合材料，其特征在于：所述蜂窩型稀土鋁合金板中RE為Ce、Y兩種元素組合物，以基礎合金為計量基礎，RE元素添加量為0.05wt％＜RE≤0.2wt％，且Ce/Y的摩爾比為1:0.6-0.8，Mn元素添加量為Mn≤0.3wt％。

5.根據權利要求4所述的汽車板材用碳纖維復合材料，其特征在于：所述蜂窩型稀土鋁合金板制備方法為，先將Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金加熱熔融，然后將Mn元素與50wt％的稀土Ce加入金屬溶液中，精煉除渣，剩余的稀土元素一半隨流添加，另一半納入包底隨流出包，采用注射成型技術對熔融金屬液進行相應形狀的固化成型。

6.根據權利要求1所述的汽車板材用碳纖維復合材料，其特征在于：所述補償增韌層制備方法為，采用靜電紡絲法先制備復合纖維氈，然后采用樹脂傳遞模塑成型工藝，以復合纖維氈為增強材料、以不飽和聚酯樹脂為樹脂體系、以摻雜礦物為補強材料，同時添加適量填料，制得補償增韌層；其中，

復合纖維氈為聚丙烯腈碳纖維/玻璃纖維復合纖維氈，兩者質量比為1:0.5-1；不飽和聚酯樹脂采用雙酚A不飽和聚酯樹脂；摻雜礦物為埃洛石和絲光沸石組合物，兩者質量比為1:0.1-0.5；填料為玻璃微珠、云母粉組合物，兩者質量比為1:0.5；

增強纖維、補強材料、填料、樹脂基體質量百分比分別為15-18％、4-10％、22-40％、余量。

7.根據權利要求1-6任一項所述的汽車板材用碳纖維復合材料，其特征在于，制備方法為：

1)取高強疊板層、補償增韌層原料，對不飽和聚酯纖維增強板、CFRP板材進行表層預處理；

2)將三層不飽和聚酯纖維增強板拼接組合，層間放置粘結層材料，復合熱壓后備用，然后同樣將CFPR板以及蜂窩型稀土鋁合金板復合熱壓后備用；

3)將兩個熱壓后的組合板再次復合熱壓，且不飽和聚酯纖維增強板與蜂窩型稀土鋁合金板相鄰設置，即得最終成品。

8.根據權利要求7所述的汽車板材用碳纖維復合材料，其特征在于：所述表層預處理為先用酸堿洗活化，然后在板材表層分散粘附聚醚醚酮粉末，聚醚醚酮分散量為1-3g/m²。