[发明专利]用于碳纤维片状模塑复合物的优化施胶

说明书

提供了包含乙烯基酯树脂型体系的碳纤维片状模塑组合物。碳纤维分布是随机的。碳纤维长度为约0.5英寸至2英寸。碳纤维加入量为约35％至65％，并且包含经环氧施胶的碳纤维和经乙烯基施胶的碳纤维，有效地实现期望机械性能的预定显著提高。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月27日提交的美国在先申请第62/400,380号的优先权。以上申请的公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及片状模塑组合物，其可用于车辆中的组件例如轻质的强力提升式车门。

背景技术

碳纤维-片状模塑复合物(CF-SMC)是普遍已知的。目前的做法是使用100％具有环氧胶料的工业重型丝束(heavy tow)碳纤维。另外，由低成本的工业重型丝束碳纤维生产CF-SMC非常困难。所有的焦点一直都放在寻找切割工业重型丝束碳纤维的办法上，而不是放在使用短切的工业重型丝束碳纤维来优化CF-SMC的特性上。因此，本领域中仍然需要有效地生产CF-SMC，同时优化最终的CF-SMC的期望机械性能。

另外，当建造具有内燃机的车辆时，管理车辆中产生的电场是长期以来的考虑。任何时候在电气系统中产生电流，也都存在与该电流产生有关的后续电场。这些场可能干扰车辆中的其他电气组件和系统。

某些电气组件比其他电气组件对所述场更敏感。例如，在AM或FM频带上操作车辆无线电时，火花塞干扰有时很普遍。与使用被设计成减少背景电噪声的火花塞线一样，电阻火花塞也减少干扰。

随着车辆系统和社会普遍变得越来越依赖于电气控制和监控盒(monitoringcage)及系统，对进一步管理和限制电磁干扰的需求也变得重要得多，并且甚至对确保在车辆中或在车辆附近的电气装置的正确操作至关重要。

随着电混合动力车辆和纯电动车辆的出现，这样的车辆中使用的电流比常规车辆中使用的电流大得多。为了有效且可靠地处理为车辆中的系统供电并使其运行所需的电能，所使用的马达以及电池、电线、继电器螺线管和其他组件必须是极其耐用的。因此，通过这些系统而产生的电场增加。虽然现代工程和材料已经帮助控制了一些电场发射，但是仍然需要进一步控制和或屏蔽或隔离仪表、无线电、照明和使用者免受所产生的电场的影响。

特别地，大多数EV电池、电池管理系统、牵引马达控制器和DC-DC转换器被连接至在高频率(20kHz至50kHz)下切换高功率(高达100kW或更高)的装置或者为这样的装置。这导致在这些频率和谐波下的电磁场，所述电磁场可能从所述设备辐射，并且这些辐射可能干扰安全、通信和娱乐设备。这可能在车辆上和车辆外均发生。允许的发射水平通过法规(例如FCC)和产品性能规范来控制。

外壳设计的标准做法是使用金属或者使用金属的复合材料或涂覆塑料外壳。这些车辆中使用的半结构电池壳体使用具有屏蔽层(通常是铜)的玻璃增强SMC。这是一个耐用但昂贵且重的解决方案。因此，本领域中仍然需要用更成本有效且更轻的材料代替重质且昂贵的铜屏蔽设计而不牺牲掉屏蔽特性。

发明内容

提供了具有显著改善的预定机械性能的碳纤维片状模塑组合物(CF-SMC)。根据本发明的广泛方面的CF-SMC包含有效量的碳纤维以实现期望的特性。碳纤维加入量为按重量计约35％至65％，通常45％至55％，优选50％。

根据本发明的一个实施方案，提供了电磁屏蔽组合物。根据本发明的广泛方面的电磁屏蔽组合物包含按体积计约40％至60％的填充有有效量的碳纤维的片状模塑组合物，用于屏蔽来自至少部分电驱动的车辆中的电气系统的电磁辐射。