[发明专利]一种HP-RTM工艺成型汽车表面外饰件的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种汽车表面外饰件的成型方法，具体地说是一种HP-RTM工艺成型汽车表面外饰件的方法。

背景技术

树脂传递模塑RTM(Resin Transfer Molding)是树脂基复合材料加工中应用最广泛的工艺。它起源于上世纪50年代的冷模浇铸工艺，是为适应飞机雷达罩成型发展起来的。RTM工艺虽然成本较低，但技术要求高，特别是对原材料和模具的要求较高，而且由于难以排尽气泡、纤维浸润性差、树脂流动出现死角等问题未能很好解决，所以当时未能大规模推广。90年代初开始，掀起了对RTM工艺及理论研究的高潮，RTM设备、树脂和模具技术日趋完善。专家估计，RTM工艺将成为21世纪玻璃钢复合材料行业的主导成型工艺之一。

世界汽车工也正朝着轻量、高速、安全、节能、低污染、多功能的方向发展，采用新型复合材料制造汽车车身及零部件则是汽车轻量化最有效的途径之一。据报道，汽车每减重100kg，百公里耗油可减少0.4L，。国外从50年代初开始玻璃钢(FRP)汽车件的研究。从80年代开始，国外已广泛采用片状模塑料(SMC)、树脂传递模塑(RTM)等FRP制造技术开发汽车车身板和零部件，如制造汽车仪表盘、保险杠、发动机罩、梢泥板、车门、行李箱盖、散热器骨架乃至整体车身。进入90年代，RTM工业化生产技术在国际上得到广泛的应用研究RTM成型工艺。自40年代在欧洲起源，80年代，RTM在原材料的研制创新、工艺和成型技术的完善方面有了巨大进步，从而得以迅速发展。90年代后，原材料研究取得很大成果，各种优质的RTM专用树脂相继开发成功。美国亚仕兰化学公司首先发明了具有A级表面的RTM专用树脂，标志着RTM在汽车工业的应用真正步入繁荣发展时期。与此同时，RTM成型工艺、理论研究的深入及预成型工艺等技术难点的突破，R1M成型工艺的设备、原料、模具技术体系的集成，使RTM工艺在一定规模下对反应注射成型(RIM)和SMC形成强大的竞争力。

目前，用预浸料成形的复合材料已广泛用于机身及机翼，新的技术如树脂转移模塑成形（RTM）也越来越广泛用于先进的结构中。RTM是一种低成本的复合材料液体成形法，在航空上有广阔的应用前景。但是这项技术的不足之处是孔隙密及纤维体积含量仍赶不上传统的预浸带铺层法，而且RTM仍然是劳动密集的和不易自动化的工艺，在应用上受到一些限制。高的劳动密集度使其用于尺寸小于1米的承力结构及连接件时很不经济，从而迫使其制造商不得不依靠重量更大的金属材料。RTM技术国内外普遍存在的难点和问题，表现在以下三个方面：(1)树脂对纤维的浸渍不够理想，导致成型时间加长，制品空隙率较高；(2)制品的纤维含量较低(一般约50％)；(3)大面积、结构复杂的模具型腔内，树脂流动不均衡，而这个动态过程无法观察，更不能进行预测和控制。

发明内容

为了解决目前RTM在成型汽车外饰件方面存在的生产效率低、产品精度不高、孔隙率高等不足，本发明的目的是提供一种HP-RTM工艺成型汽车表面外饰件的方法，该方法采用高压树脂传递模塑工艺成型汽车表面外饰件，提高了产品的精度、降低制品孔隙率、高度自动化操作降低了生产成本。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种HP-RTM工艺成型汽车表面外饰件的方法，其特征在于：该方法以环氧树脂、酚醛树脂或乙烯基树脂为基体，以碳纤维为增强体，加入阻燃剂、抗静电剂，采用高压树脂传递模塑工艺成型汽车表面外饰件，具体步骤如下：

1）将基体、阻燃剂、抗静电剂均匀混合得到第一树脂体系，其中，阻燃剂的含量为基体质量的1-8%，抗静电剂的含量为基体质量的2-15%；

2）将第一树脂体系、固化剂按质量比为100：0.5～1.5混合后得到第二树脂体系；所述固化剂是过氧化甲乙酮。也可以将第一树脂体系、固化剂、FR-32阻聚剂按质量比为100：0.5～1.5：0～2.0混合后得到第二树脂体系；

3）在模具中放置预成型好的增强材料碳纤维，采用高压树脂传递模塑工艺将混合均匀的第二树脂体系注入到模具行腔中，使树脂体系浸渍增强材料碳纤维，注射压力100-300 par，注射温度20-50℃；最后经固化、脱模得到制品。

本发明中，所述碳纤维是短切毡、连续纤维毡、纤维布、无皱折织物、三维针织物或三维编织物。并可根据性能要求进行择向增强、局部增强、混杂增强。

本发明中，所述阻燃剂是氢氧化铝。所述抗静电剂是十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐。