專利名稱：一種汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法，屬汽車殼體用復(fù)合材料的制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在環(huán)保日益引起人們重視的今天，各種節(jié)能新技術(shù)如電動混合燃油汽車和燃料電池汽車的研究開發(fā)，都受到各大汽車制造商的青睞。然而另一方面，利用各種輕型材料如高強(qiáng)度鋼、鎂、鈦和工程陶瓷、樹脂基復(fù)合材料來減輕汽車重量，同樣可以達(dá)到節(jié)能的目的。但由于受到種種條件的限制，目前，輕金屬材料在汽車上的應(yīng)用僅局限于部分零部件。
與輕金屬材料的應(yīng)用不同，樹脂基復(fù)合材料除用于零部件外，已有汽車工程技術(shù)人員嘗試把其用于整車外殼上?，F(xiàn)有的汽車殼體用復(fù)合材料主要為含有玻璃增強(qiáng)纖維的大型樹脂注塑件，雖然能保證車身的剛度和硬度，但仍然面臨著模具精度和成型表面平整度要求較高、較難控制塑性材料的流動性和板塊粘合性等一系列技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝及配方設(shè)計合理，具有較好力學(xué)性能，能滿足汽車輕量化技術(shù)要求的汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法。
本發(fā)明為一種汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于先在樹脂中加入稀釋劑，固化劑，增韌劑配成樹脂膠液；然后將配制好的樹脂膠液涂刷在纖維編織物上，制得預(yù)浸料；待纖維編織物呈半固化狀態(tài)時，將預(yù)浸料疊放在一起置于模具上，并置于熱壓容器內(nèi)加速固化，待逐漸冷卻后脫模，即成汽車殼體用復(fù)合材料。
所述的纖維編織物可先泡入PH值小于7，濃度為10-40％的次氯酸鈉溶液中進(jìn)行表面處理后，再烘干備用。所述的纖維編織物可為樹脂重量百分比的20-150％。所述的纖維編織物可為碳纖維或玻璃纖維等。
所述的樹脂可為環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯樹脂等。所述稀釋劑，固化劑，增韌劑在環(huán)氧樹脂中的加入量，按重量百分比計，可分別為2-100％，2-20％，0.5-8％。所述的稀釋劑可為丙酮等，所述的固化劑可為胺類或酸酐類等，所述的增韌劑可為液態(tài)端羧基丁腈橡膠等。
所述的預(yù)浸料在模具內(nèi)的疊放層數(shù)可為2-10層。
所述的模具在熱壓容器內(nèi)的熱壓溫度可為80-110℃，壓力可為0.7-1Mpa，熱壓時間可為2-5h。
本發(fā)明通過對現(xiàn)有復(fù)合材料的配方和工藝進(jìn)行合理的設(shè)計，制成力學(xué)性能要求良好，表面光潔度較高的可用于汽車殼體的復(fù)合材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、所制成品結(jié)構(gòu)整體性好，可大幅度減少汽車殼體的零部件和連接件數(shù)量，縮短加工周期，降低制作成本，提高構(gòu)件的可靠性。
2、材料比強(qiáng)度高，比模量大，抗疲勞性能好，減震性能好，基體與纖維界面有較強(qiáng)的吸收振動能量的能力。測試結(jié)果表明由本發(fā)明所述制備方法制成的復(fù)合材料，其拉伸強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度等能滿足汽車車殼的力學(xué)性能指標(biāo)要求，耐濕熱性能良好，外觀無明顯變化。
3、破損安全性好，材料具有較長的使用壽命，破壞前有明顯的征兆，便于及時采取預(yù)防措施。
4、材料性能的可設(shè)計性，由本發(fā)明所述制備方法制成的復(fù)合材料的力學(xué)、機(jī)械、耐蝕、化學(xué)性能等可按產(chǎn)品的使用要求和環(huán)境條件，通過對組份材料如樹脂類型，固化劑類型、纖維的不同編織形態(tài)等的選擇和匹配，鋪層設(shè)計及界層控制等材料設(shè)計手段，最大限度地達(dá)到預(yù)期目的，滿足材料使用性能要求。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例11、碳纖維的表面處理用醋酸調(diào)節(jié)濃度為15％次氯酸鈉溶液的PH值到5.5，將12g碳纖維的編織物浸泡于水溫為45℃的上述水溶液中16h后，在130℃烘箱中烘干5h后裁剪成10塊形狀相同的布條備用。
2、樹脂體系的配制取100g E-51環(huán)氧樹脂，加入丙酮30g，液態(tài)端羧基丁腈橡膠2g，用鐵棒迅速攪拌，使樹脂膠液變稀薄，加入593改性胺類固化劑8克左右，迅速攪拌3分鐘左右，配成樹脂膠液。
3、纖維編織物預(yù)浸料的制備用刮刀和刷子將配制好的樹脂膠液涂覆于各碳纖維布的兩面，使其盡量充分浸潤，制得預(yù)浸料，待揮發(fā)物部分揮發(fā)，碳纖維編織物呈半固化狀態(tài)備用。
4、復(fù)合材料的制備在模具表面涂上高級汽車蠟，將上述制備好的、處于半固化狀態(tài)的預(yù)浸料分5層疊放在一起置于模具上，將上述模具置于一溫度為70℃，壓力為0.7Mpa的熱壓容器內(nèi)3h，待逐漸冷卻后脫模，即成碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料。
實(shí)施例2用實(shí)施例1中同樣的方法處理好120g碳纖維編織物備用，取80gE-51環(huán)氧樹脂，加入丙酮80g，液態(tài)端羧基丁腈橡膠4g，用鐵棒迅速攪拌，使樹脂膠液變稀，再加入苯二甲酸酐4g，N、N一二甲基苯胺3g，迅速攪拌2分鐘，用刷子把膠液涂刷于各纖維布上并用刮刀刮勻，其余操作方法同實(shí)施例1，并使熱壓容器內(nèi)的成型工藝參數(shù)調(diào)整如下模溫100℃，壓力0.4Mpa，保溫、保壓時間為4h。
將上述實(shí)施例制得的碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料經(jīng)測試表明，其拉伸強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度能滿足車殼材料的力學(xué)性能指標(biāo)要求，耐濕熱性能良好，外觀無明顯變化。測試結(jié)果性能如下表

1、拉伸性能測定采用ZD10/90材料試驗(yàn)機(jī)，按GB-1447-83實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
2、彎曲性能和層間剪切性能采用DL-1000B電子拉力機(jī)按GB-3356-82和GB-3357-82分別測試彎曲強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。
3、耐溫?zé)嵝栽囼?yàn)將層間剪節(jié)試樣放在100℃蒸餾水中，測定其在一定時間后吸水率和強(qiáng)度變化，吸水率按下計算V＝(Wt-W0)/W0×100％Wt為水煮后重量。
W0為煮前的重量。
權(quán)利要求
1.一種汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于先在樹脂中加入稀釋劑，固化劑，增韌劑配成樹脂膠液；然后將配制好的樹脂膠液涂刷在纖維編織物上，制得預(yù)浸料；待纖維編織物呈半固化狀態(tài)時，將預(yù)浸料疊放在一起置于模具上，并置于熱壓容器內(nèi)加速固化，待逐漸冷卻后脫模，即成汽車殼體用復(fù)合材料。
2.按權(quán)利要求1所述的汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的纖維編織物先泡入PH值小于7，濃度為10-40％的次氯酸鈉溶液中進(jìn)行表面處理后，再烘干備用。
3.按權(quán)利要求1或2所述的汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的纖維編織物為樹脂重量百分比的20-150％。
4.按權(quán)利要求1或2所述的汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的纖維編織物為碳纖維或玻璃纖維。
5.按權(quán)利要求1所述的汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的樹脂為環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯樹脂。
6.按權(quán)利要求1或5所述的汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述稀釋劑，固化劑，增韌劑在環(huán)氧樹脂中的加入量，按重量百分比計，分別為2-100％，2-20％，0.5-8％。
7.按權(quán)利要求1或5所述的汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的稀釋劑為丙酮，所述的固化劑為胺類或酸酐類，所述的增韌劑為液態(tài)端羧基丁腈橡膠。
8.按權(quán)利要求1所述的汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的預(yù)浸料在模具內(nèi)的疊放層數(shù)為2-10層。
9.按權(quán)利要求1或8所述的汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的模具在熱壓容器內(nèi)的熱壓溫度為80-110℃，壓力為0.7-1Mpa，熱壓時間為2-5h。
全文摘要
一種汽車殼體用復(fù)合材料的制備方法，屬汽車殼體用復(fù)合材料的制造技術(shù)領(lǐng)域，先在樹脂中加入稀釋劑，固化劑，增韌劑配成樹脂膠液；然后將配制好的樹脂膠液涂刷在纖維編織物上，制得預(yù)浸料；待纖維編織物呈半固化狀態(tài)時，將預(yù)浸料疊放在一起置于模具上，并置于熱壓容器內(nèi)加速固化，待逐漸冷卻后脫模，即成汽車殼體用復(fù)合材料。纖維編織物還可先泡入pH值小于7，濃度為10－40％的次氯酸鈉溶液中進(jìn)行表面處理后，再烘干備用。本發(fā)明通過對現(xiàn)有復(fù)合材料的配方和工藝進(jìn)行合理的設(shè)計，制成力學(xué)性能要求良好，表面光潔度較高的可用于汽車殼體的復(fù)合材料，能滿足汽車車殼的力學(xué)性能指標(biāo)要求，耐濕熱性能良好，外觀無明顯變化。
文檔編號B29C70/06GK1562620SQ200410017739
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月14日
發(fā)明者楊林江 申請人:楊林江