[发明专利]防撞梁用碳纤维复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种防撞梁用碳纤维复合材料及其制备方法，其中防撞梁用碳纤维复合材料包括依次交替排布的平纹碳纤维浸渍层和斜纹碳纤维浸渍层，平纹碳纤维浸渍层和斜纹碳纤维浸渍层的层数分别为4‑6层；平纹碳纤维浸渍层按照如下方法制得：平纹碳纤维织物在第一环氧树脂中浸渍、加压成型；斜纹碳纤维浸渍层按照如下方法制得：斜纹碳纤维织物在第二环氧树脂中浸渍、加压成型；平纹碳纤维浸渍层和斜纹碳纤维浸渍层依次排布完成后，加热加压成型制得防撞梁用碳纤维复合材料。采用以上方法制得的防撞梁用碳纤维复合材料具有提高防撞梁的抗拉强度，提高防撞梁吸收震动能的特点。

技术领域

本发明涉及防撞减震复合材料领域，具体涉及一种防撞梁用碳纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

防撞梁安装在车辆周围，用于减轻车辆受到碰撞时产生的震动。防撞梁通常采用强度较大的冷轧钢板，以提高防撞梁抵抗外力的强度。

为了使防撞梁保持较高的强度，并进一步降低防撞梁的重量，通常在制备防撞梁的原材料中加入碳纤维。申请日为2011年12月5日、申请号为201110398165.5的中国专利公开了一种汽车防撞梁的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料及汽车防撞梁的制作方法，其中汽车防撞梁由原材料碳纤维和聚苯硫醚树脂按照多层结构上下交替排布制得主体结构，并且在主体结构的两侧分别固定聚酰亚胺薄膜制备预浸料，预浸料通过热压成型制得碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。

采用以上方法制得的防撞梁材料，主要以碳纤维和基体树脂作为基本原料，由于碳纤维浸润在基体树脂中，界面之间的相对作用力较弱，多层碳纤维互相叠加时，相邻的碳纤维层之间容易发生相对滑移，影响防撞梁的强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种防撞梁用碳纤维复合材料，其具有提高防撞梁的抗拉强度，提高防撞梁吸收震动的能力。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种防撞梁用碳纤维复合材料，包括依次交替排布的平纹碳纤维浸渍层和斜纹碳纤维浸渍层，平纹碳纤维浸渍层和斜纹碳纤维浸渍层的层数均为4-6层；

平纹碳纤维浸渍层按照如下方法制得：以重量份数计，100份第一环氧树脂中加入20-30份固化剂和0.5-1份促进剂，以及重量为第一环氧树脂总重量10-20％的中空纤维，搅拌混合制得第一浸渍液；平纹碳纤维织物在第一浸渍液中浸渍、加压成型；

斜纹碳纤维浸渍层按照如下方法制得：以重量份数计，100份第二环氧树脂中加入15-30份固化剂和0.5-2份促进剂，以及重量为第二环氧树脂总重量5-10％的短切碳纤维，搅拌混合制得第二浸渍液；斜纹碳纤维织物在第二环氧树脂中浸渍、加压成型；

平纹碳纤维浸渍层和斜纹碳纤维浸渍层依次排布完成后，加热加压成型制得防撞梁用碳纤维复合材料。

采用以上技术方案，平纹碳纤维织物中的交错点比较多，具有一定的形变能力，可以和较多的第一环氧树脂浸润。斜纹碳纤维织物的密度较大，强度较高，提高防撞梁用碳纤维复合材料的抗拉强度。利用平纹碳纤维织物和斜纹碳纤维织物的编织特点，对平纹碳纤维浸渍层和斜纹碳纤维浸渍层交替排布，增强防撞梁用碳纤维复合材料的抗震能力和抗拉强度。

在第一环氧树脂中加入中空纤维，提高平纹碳纤维织物和第一环氧树脂的界面结合能力，进而增强平纹碳纤维浸渍层和斜纹碳纤维浸渍层的结合强度，以免受到外力时发生错层。斜纹碳纤维织物具有较好的抗拉强度，在第二环氧树脂中浸渍短切碳纤维，进一步增强斜纹碳纤维织物与第二环氧树脂的界面结合作用力。

进一步地，中空纤维选自聚偏氟乙烯中空纤维、聚酰胺中空纤维、聚四氟乙烯中空纤维或者聚氯乙烯纤维中的一种。

优选地，中空纤维的长度为4-6mm。