[发明专利]车用碳纤维复合加强板及其制备方法

说明书

本公开涉及一种车用碳纤维复合加强板及其制备方法，该制备方法包括：将填充有气凝胶的蜂窝布浸渍在第一模压材料中，然后取出进行第一模压成型，得到蜂窝层；将所得蜂窝层的两侧覆盖碳纤维层，然后采用第二模压材料进行第二模压成型，得到内复合层；将微发泡树脂材料通过湿法微发泡成型的方式覆盖在所述内复合层的外侧，得到包括内复合层和外复合层的复合加强板。本公开将蜂窝布与碳纤维共同使用，既能提高复合加强板的整体刚性，还能够降低复合加强板的重量和成本。另外，在蜂窝布中加入气凝胶，从而进一步降低复合加强板的重量和提高抗冲击性能。

技术领域

本公开涉及汽车制造领域，具体地，涉及一种车用碳纤维复合加强板及其制备方法。

背景技术

碳纤维具有比强度高、比模量高、质轻、耐腐蚀、耐疲劳、热膨胀系数小、摩擦系数低、耐高低温等优良性能，以及脆性高，轴向受力大，而径向受力较差，弯曲易折断等特点，目前已被广泛的应用。在汽车行业，碳纤维的应用范围不断加大，应用技术也不断成熟，碳纤维被用于汽车的各个部分，包括结构件及外覆件。但目前碳纤维价格较高，一定程度上限制了其应用的范围。

发明内容

本公开的目的是提供一种简单实用的车用碳纤维复合加强板及其制备方法。

为了实现上述目的，本公开提供一种车用碳纤维复合加强板的制备方法，该制备方法包括：将填充有气凝胶的蜂窝布浸渍在第一模压材料中，然后取出进行第一模压成型，得到蜂窝层；将所得蜂窝层的两侧覆盖碳纤维层，然后采用第二模压材料进行第二模压成型，得到内复合层；将微发泡树脂材料通过湿法微发泡成型的方式覆盖在所述内复合层的外侧，得到包括内复合层和外复合层的复合加强板。

可选的，所述第一模压成型的条件包括：温度为100-150℃，压力为5-30兆帕，时间为10-30分钟；所述第一模压材料为环氧树脂和/或酚醛树脂；所述蜂窝布的厚度为0.5-10毫米；蜂窝布的蜂窝芯为正六边形，其斜边的长度为5-50毫米，厚度为0.2-0.8毫米；所述蜂窝布、气凝胶和第一模压材料的重量比为1：(0.01-0.2)：(0.1-5)。

可选的，所述第二模压成型的条件包括：温度为120-230℃，压力为10-60兆帕，时间为10-60分钟；所述第二模压材料包括第二模压树脂和改性石墨烯，所述改性石墨烯占第二模压树脂重量的0.01-2.0重量％；所述第二模压树脂为环氧树脂和/或聚氨酯树脂，所述改性石墨烯为氧化石墨烯经过(3-环氧丙基)三甲氧基硅烷和/或(3-氨基丙基)三甲氧基硅烷改性而得；以内复合层的重量为基准，所述内复合层中碳纤维的含量为30-60重量％，第二模压材料的含量为20-65重量％；单层碳纤维层的厚度为0.2-5毫米，所述内复合层中碳纤维层的层数为5-20层。

可选的，所述湿法微发泡成型的条件包括：温度为100-160℃，压力为10-60MPa，时间为10-60分钟；所述微发泡树脂材料包括发泡剂以及选自环氧树脂、聚氨酯树脂和酚醛树脂中的至少一种树脂，所述发泡剂占所述微发泡树脂材料的重量比例为0.3-10重量％，微发泡树脂材料中的树脂与碳纤维层的重量比为1：(3-30)；所述外复合层的厚度为0.5-5毫米。

可选的，所述复合加强板的厚度为2毫米-3厘米。

本公开还提供一种车用碳纤维复合加强板，所述复合加强板包括内复合层和外复合层，所述内复合层包括蜂窝层和碳纤维层，所述蜂窝层包括填充有气凝胶的蜂窝布和模压成型在所述蜂窝布外侧的第一模压材料；所述碳纤维层通过第二模压材料模压成型在所述蜂窝层的外侧；所述外复合层为湿法微发泡成型在所述内复合层外侧的微发泡树脂层。

可选的，所述第一模压材料为环氧树脂和/或酚醛树脂；所述蜂窝布的厚度为0.5-10毫米，蜂窝芯为正六边形，其斜边的长度为5-50毫米，厚度为0.2-0.8毫米；所述蜂窝布、气凝胶和第一模压材料的重量比为1：(0.01-0.2)：(0.1-5)。