[发明专利]一种汽车板材用碳纤维复合材料及其制备工艺

权利要求书

1.一种汽车板材用碳纤维复合材料，其特征在于：包括高强叠板层、补偿增韧层，高强叠板层包括复合热压的CFPR板以及蜂窝型稀土铝合金板，补偿增韧层包括复合热压的上、中、下三层含矿物掺杂的不饱和聚酯纤维增强板；高强叠板层、补偿增韧层厚度比为1:0.4-0.7；

所述补偿增韧层的上、下层的含矿物掺杂的不饱和聚酯纤维增强板相向侧面开设有若干卡接槽，且上、下卡接槽开口朝向相反，中层的含矿物掺杂的不饱和聚酯纤维增强板的上、下侧面设有与卡接槽对应适配的凸沿；

所述CFPR板、蜂窝型稀土铝合金板以及含矿物掺杂的不饱和聚酯纤维增强板间均设有粘结层，粘结层为胶粉层或高分子胶膜层或胶粉-高分子胶膜复合层，粘结层厚度为0.15-0.25mm。

2.根据权利要求1所述的汽车板材用碳纤维复合材料，其特征在于：所述CFRP板采用聚丙烯腈碳纤维/海泡石纤维与聚氨酯树脂固化成型的板材，蜂窝型稀土铝合金板采用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金为基础合金，添加RE和Mn元素，蜂窝型稀土铝合金板孔隙率为45-50％。

3.根据权利要求2所述的汽车板材用碳纤维复合材料，其特征在于：所述CFRP板制备方法为，采用静电纺丝法先制备聚丙烯腈碳纤维/海泡石纤维的复合纤维毡，然后采用树脂传递模塑成型工艺以复合纤维毡为增强材料、以聚氨酯树脂为树脂体系，同时添加适量填料，制得CFRP层；其中，

复合纤维毡中聚丙烯腈碳纤维与海泡石纤维质量比为1:0.1-0.2；填料为滑石粉与玻璃微珠组合物，两者质量比为1:4；

复合纤维毡、填料、聚氨酯树脂的质量百分比分别为18-25％、25-40％、余量。

4.根据权利要求2所述的汽车板材用碳纤维复合材料，其特征在于：所述蜂窝型稀土铝合金板中RE为Ce、Y两种元素组合物，以基础合金为计量基础，RE元素添加量为0.05wt％＜RE≤0.2wt％，且Ce/Y的摩尔比为1:0.6-0.8，Mn元素添加量为Mn≤0.3wt％。

5.根据权利要求4所述的汽车板材用碳纤维复合材料，其特征在于：所述蜂窝型稀土铝合金板制备方法为，先将Al-Zn-Mg-Cu系铝合金加热熔融，然后将Mn元素与50wt％的稀土Ce加入金属溶液中，精炼除渣，剩余的稀土元素一半随流添加，另一半纳入包底随流出包，采用注射成型技术对熔融金属液进行相应形状的固化成型。

6.根据权利要求1所述的汽车板材用碳纤维复合材料，其特征在于：所述补偿增韧层制备方法为，采用静电纺丝法先制备复合纤维毡，然后采用树脂传递模塑成型工艺，以复合纤维毡为增强材料、以不饱和聚酯树脂为树脂体系、以掺杂矿物为补强材料，同时添加适量填料，制得补偿增韧层；其中，

复合纤维毡为聚丙烯腈碳纤维/玻璃纤维复合纤维毡，两者质量比为1:0.5-1；不饱和聚酯树脂采用双酚A不饱和聚酯树脂；掺杂矿物为埃洛石和丝光沸石组合物，两者质量比为1:0.1-0.5；填料为玻璃微珠、云母粉组合物，两者质量比为1:0.5；

增强纤维、补强材料、填料、树脂基体质量百分比分别为15-18％、4-10％、22-40％、余量。

7.根据权利要求1-6任一项所述的汽车板材用碳纤维复合材料，其特征在于，制备方法为：

1)取高强叠板层、补偿增韧层原料，对不饱和聚酯纤维增强板、CFRP板材进行表层预处理；

2)将三层不饱和聚酯纤维增强板拼接组合，层间放置粘结层材料，复合热压后备用，然后同样将CFPR板以及蜂窝型稀土铝合金板复合热压后备用；

3)将两个热压后的组合板再次复合热压，且不饱和聚酯纤维增强板与蜂窝型稀土铝合金板相邻设置，即得最终成品。

8.根据权利要求7所述的汽车板材用碳纤维复合材料，其特征在于：所述表层预处理为先用酸碱洗活化，然后在板材表层分散粘附聚醚醚酮粉末，聚醚醚酮分散量为1-3g/m²。