[發明專利]一種燃料電池氫能汽車用碳纖維復合材料預制體制作方法

有效

• 申請號: 202011396013.7
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112873895B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 張純;郝義國
• 申請（專利權）人: 武漢格羅夫氫能汽車有限公司
• 主分類號: B29C70/30
• 分類號: B29C70/30;B29C70/54
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 金慧君

本發明公開了一種燃料電池氫能汽車用碳纖維復合材料預制體制作方法，該方法具體包括以下步驟：S1、芯體壓膠；S2、芯體定型；S3、石墨烯制備；S4、石墨烯堆疊貼敷；S5、石墨烯熱壓固化和S6、局部區域加強。該燃料電池氫能汽車用碳纖維復合材料預制體制作方法，通過對預制體的生產過程中加入雙層石墨烯薄層，在不增加預制體體積的情況下大幅度增強其壓力承受的上限值，從而提高預制體的硬度避免其脆化發生功能失效，并且雙層石墨烯薄層具有導熱特性可在使用時快速傳遞熱量實現熱量散發，有利于避免溫度快速上升導致配件過熱，從而大大提高產品的使用壽命即安全性能。

技術領域

本發明涉及燃料電池氫能汽車技術領域，具體為一種燃料電池氫能汽車用碳纖維復合材料預制體制作方法。

背景技術

復合材料是人們運用先進的材料制備技術將不同性質的材料組分優化組合而成的新材料，復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須，其中以碳纖維作為增強材料的復合材料又被廣泛用于燃料電池氫能汽車中的制動盤或片上，具有極高的適用性與熱穩定性，而復合材料生產制造過程中，一般需要花費很長的時間進行鋪層，提前做好預制體可以大大減少鋪覆時間，提高復合材料的生產效率。

現有的以碳纖維作為增強材料的復合材料存在脆性特質，其脆性特質使得以其所制成的制動盤或片在使用易發生非摩擦損傷以及功能失效的問題，嚴重限制其壽命與安全可靠性。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種燃料電池氫能汽車用碳纖維復合材料預制體制作方法，解決了上述背景技術中提出現有的以碳纖維作為增強材料的復合材料存在脆性特質，其脆性特質使得以其所制成的制動盤或片在使用易發生非摩擦損傷以及功能失效的問題，嚴重限制其壽命與安全可靠性的問題。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種燃料電池氫能汽車用碳纖維復合材料預制體制作方法，包括下述操作步驟：

S1、芯體壓膠：將多層布料兩面涂覆浸漬膠，并將多層涂覆浸漬膠成型為波浪形，在將多層波浪形的布料逐層疊放，通過熱壓固化的方式使其成蜂窩板形，在將其裁切成蜂窩條備用。

S2、芯體定型：

對S1步驟中的蜂窩條進行成型；

S3、石墨烯制備：

制備單層的石墨烯薄層材料；

S4、石墨烯堆疊貼敷：

將S3中制成的單層石墨烯薄層置于步驟S2中已成型的蜂窩條兩面；

S5、石墨烯熱壓固化：

將步驟S4中貼敷有石墨烯薄層的已成型的蜂窩條置入模具中熱壓固化，并在熱壓固化的同時經由壓塑設備進行擠壓加固得到預制體；

S6、局部區域加強：

于步驟S5中擠壓加工后的預制體的表面薄弱部位鋪覆一層或多層單側表面具有石墨烯薄層的碳纖維氈，并再一次熱壓加固。

進一步地，所述步驟S1中，所述布料為未脫蠟的無堿平紋布，所述浸漬膠為環氧樹脂膠液或聚乙烯醇縮醛。

進一步地，所述步驟S2中，蜂窩條成型的方法為，將其放入成型模具中，并通過成型模具對進行蜂窩條進行加熱并保持一端時間。

進一步地，所述步驟S3中，單層的石墨烯薄層材料通過機械剝離法利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對運動得到。

進一步地，將所述步驟S4中得到的單層的石墨烯薄層貼敷于成型的蜂窩條兩面，并將上述操作每個面重復兩次，使蜂窩條每一個面的表面都貼敷有兩層單層石墨烯薄層材料，得到雙層石墨烯薄層。