一種碳纖維復合材料制品及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳纖維復合材料制品及制備方法，屬于復合材料領(lǐng)域。通過將30%-60%的碳纖維增強體、5%-15%的泡沫芯材和35%-65%的環(huán)氧樹脂體系進行合理調(diào)配，其中環(huán)氧樹脂體系包括環(huán)氧樹脂固化體系和流平劑，對復合材料表面張力進行調(diào)節(jié)，降低表面張力梯度，改善了制品表面由于應(yīng)力不同而引起的凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，通過RTM成型工藝制備出泡沫夾芯碳纖維樹脂增強體復合材料制品，其表面光澤度得到顯著提高，達到表觀質(zhì)量良好的高光表面。
【專利說明】一種碳纖維復合材料制品及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復合材料領(lǐng)域，特別涉及一種碳纖維復合材料制品及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維增強樹脂復合材料由于其高強度，低比重，耐熱與耐腐蝕等優(yōu)點，在汽車領(lǐng)域有著越來越廣的應(yīng)用。利用RTM (Resin Transfer Molding樹脂傳遞模塑成型)技術(shù)將碳纖維增強樹脂復合材料進行固化成型，制成各種汽車零部件，不僅能提高汽車綜合性能指標，更重要的是可顯著降低汽車的重量，實現(xiàn)汽車輕量化，提高燃油經(jīng)濟性。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)利用采用碳纖維增強樹脂復合材料與泡沫芯材制備成泡沫夾芯結(jié)構(gòu)的復合材料，力學及安全性能均達到汽車行業(yè)的要求，將其應(yīng)用于特定車型，可明顯減輕車身的重量。
[0004]在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]由于泡沫夾芯結(jié)構(gòu)的碳纖維增強樹脂復合材料中組分組成復雜，在制備過程中，由于各組分相互之間相容性不一致，表面張力梯度較大，使得產(chǎn)品表面由于應(yīng)力不同而引起凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，產(chǎn)品表面光澤度較差，約在30Gs-60Gs之間，影響產(chǎn)品的表觀質(zhì)量，此外，對光澤度較差的產(chǎn)品表面還需增加后處理工藝進行拋光及打磨，不僅工藝復雜，且造成資源浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)`復合材料表面光澤度較差的問題，本發(fā)明實施例提供了一種碳纖維復合材料制品及制備方法。所述技術(shù)方案如下:
[0007]—方面，提供了一種碳纖維復合材料制品，所述碳纖維復合材料制品包括以下體積比例的組分:30%-60%的碳纖維增強體、5%-15%的泡沫芯材和35%-65%的環(huán)氧樹脂體系，所述環(huán)氧樹脂體系包括環(huán)氧樹脂固化體系和流平劑。
[0008]具體地，作為優(yōu)選，所述流平劑占所述環(huán)氧樹脂固化體系的質(zhì)量分數(shù)為
0.1%-3.0%。
[0009]具體地，作為優(yōu)選，所述流平劑為有機改性聚甲基硅氧烷類流平劑。
[0010]具體地，作為優(yōu)選，所述環(huán)氧樹脂固化體系由環(huán)氧樹脂和固化劑組成。
[0011]具體地，作為優(yōu)選，所述碳纖維增強體為碳纖維平紋織物、碳纖維斜紋織物、碳纖維緞紋織物、碳纖維單向織物、碳纖維多軸向經(jīng)編織物中的至少一種。
[0012]具體地，作為優(yōu)選，所述泡沫芯材為聚氨酯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料和聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的至少一種。
[0013]另一方面，提供了一種碳纖維復合材料制品的制備方法，具體包括以下步驟:
[0014]步驟1:清洗RTM模具，將脫模劑均勻涂敷在清洗完畢的RTM模具表面；
[0015]步驟2:將烘干的碳纖維增強體及泡沫芯材按順序鋪放在涂敷有脫模劑的RTM模具表面并固定，將所述RTM模具合模并預熱；[0016]步驟3:將環(huán)氧樹脂、固化劑、流平劑配制成環(huán)氧樹脂體系，將所述環(huán)氧樹脂體系注入所述RTM模具中并固化。
[0017]所述碳纖維增強體、所述泡沫芯材以及所述環(huán)氧樹脂體系的體積比例分別為30%-60%、5%-15% 和 35%-65%。
[0018]具體地，作為優(yōu)選，所述步驟3中，所述環(huán)氧樹脂體系注入RTM模具時的粘度為50_1000cPs。
[0019]具體地，作為優(yōu)選，所述步驟3中:固化時的溫度為25°C _180°C。
[0020]所述碳纖維增強體的鋪放層數(shù)為1-5層。
[0021]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0022]本發(fā)明實施例提供的碳纖維復合材料制品及制備方法，通過將30%_60%的碳纖維增強體、5%_15%的泡沫芯材和35%-65%的環(huán)氧樹脂體系進行合理調(diào)配，其中環(huán)氧樹脂體系包括環(huán)氧樹脂固化體系和流平劑，對碳纖維復合材料的表面張力進行調(diào)節(jié)，降低表面張力梯度，改善了制品表面由于應(yīng)力不同而引起的凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，制備出高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維樹脂增強體復合材料制品，其表面光澤度得到顯著提高，達到表觀質(zhì)量良好的高光表面，且制備方法簡單，無需對產(chǎn)品表面進行后處理，節(jié)省了人力與物力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本 發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本發(fā)明實施例提供的碳纖維復合材料制品的制備方法流程圖。
【具體實施方式】
[0025]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0026]本發(fā)明實例中2711-A型樹脂(粘度1000_1200cPs，25°C)由上緯(上海)精細化工有限公司提供，固化劑2711-BS (粘度10-50cPs，25°C)由上緯(上海)精細化工有限公司提供，固化劑D0W331 (粘度11000-14000cPs，25°C)由陶氏化學提供，固化劑AmineHarden598/7 (粘度20_60cPs，25°C )由贏創(chuàng)化學提供，脫模劑Xtend release807由美國Axel塑料研究實驗室有限公司，泡沫芯材R0HACELL型PMI泡沫由贏創(chuàng)化學提供，碳纖維3K斜紋布由江蘇恒神纖維材料有限公司提供，聚酯改性甲基烷基聚硅氧烷(BYK323)以及聚醚改性聚二甲基硅氧烷(BYK333)由畢克化學公司提供。
[0027]實施例一
[0028]如附圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維增強樹脂復合材料制品，所述高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維增強樹脂復合材料制品包括以下體積分數(shù)的組分:30%-60%的碳纖維增強體、5%-15%的泡沫芯材和35%-65%的環(huán)氧樹脂體系，所述環(huán)氧樹脂體系包括環(huán)氧樹脂固化體系和流平劑。具體地，作為優(yōu)選，所述碳纖維增強體為碳纖維平紋織物、碳纖維斜紋織物、碳纖維緞紋織物、碳纖維單向織物、碳纖維多軸向經(jīng)編織物中的至少一種，所述泡沫芯材為聚氨酯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料和聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的至少一種。
[0029]碳纖維增強樹脂復合材料由于其高強度，高抗熱沖擊性，低比重，耐熱與耐腐蝕等優(yōu)點，已經(jīng)被證明可以應(yīng)用于汽車輕量化，滿足節(jié)能減排的要求。本發(fā)明實施例以環(huán)氧樹脂為基體(連續(xù)相)，碳纖維為增強材料(分散相)，兩者之間形成具有一定結(jié)合強度的界面，將樹脂基體所承受的載荷通過界面?zhèn)鬟f給增強纖維，以充分發(fā)揮其增強作用從而提高復合材料的整體強度。碳纖維具有的高模量即高剛度可保證復合材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，且其密度小、熱穩(wěn)定性強，因此選擇承受載荷能力較強的碳纖維為主要承載組分，發(fā)揮其對環(huán)氧樹脂基體的增強作用，使得復合材料具有最佳的強度、剛度和韌性等。
[0030]本發(fā)明實施例提供的高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維增強樹脂復合材料制品結(jié)構(gòu)為泡沫夾芯結(jié)構(gòu)，包括上下面板及中間芯材，其中上下面板采用強度和剛度均比較高的碳纖維增強樹脂復合材料，提供面內(nèi)的剛度和強度，承受由彎矩或面內(nèi)拉壓引起的面內(nèi)拉壓應(yīng)力和面內(nèi)剪應(yīng)力，中間的芯材采用輕質(zhì)材料(通常為蜂窩或者泡沫)，如:聚氨酯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料和聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的至少一種，既可以承受剪切載荷也起到減震和吸收噪音的功能，中間芯材提供面板法向方向的剛度和強度，承受壓應(yīng)力和橫向力產(chǎn)生的剪應(yīng)力，并支持上下面板，使其不失去穩(wěn)定性，可較大幅度地減輕構(gòu)件的重量。而且由于芯材密度較小，面板強度較高，從而能同時達到重量輕、性能好這兩個要求，是提高汽車結(jié)構(gòu)效率的重要途徑。
[0031]具體地，作為優(yōu)選，所述流平劑與所述環(huán)氧樹脂固化體系的質(zhì)量比為0.1%-3.0%。
[0032]由于泡沫夾芯結(jié)構(gòu)的碳纖維增強樹脂復合材料中組分組成復雜，各組分相互之間相容性不一致，表面張力梯度較大，使得產(chǎn)品表面由于應(yīng)力不同而引起凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，產(chǎn)品表面光澤度較差，影響產(chǎn)品的表觀質(zhì)量。而加入與樣品表面的相容性能好的上述比例的流平劑可調(diào)節(jié)碳纖維增強樹脂復合材料表面張力，使得環(huán)氧樹脂與碳纖維增強體之間有良好的潤濕性， 且在環(huán)氧樹脂涂層干燥的過程中形成單分子層，提供均勻的表面張力，降低樣品的表面張力梯度，消除樣品表面由于應(yīng)力的不同而導致的凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，從而使得樣品表面表現(xiàn)出光滑。
[0033]具體地，作為優(yōu)選，所述流平劑為有機改性聚甲基硅氧烷類流平劑。
[0034]上述有機改性聚甲基硅氧烷類流平劑可與許多有機官能團發(fā)生反應(yīng)，如烴基，環(huán)氧基，丙烯酸酯基，聚氧化烯烴基等，通過調(diào)節(jié)有機改性聚甲基硅氧烷類流平劑的種類和分子量，可使環(huán)氧樹脂體系在流平性，光澤，潤濕性等性能上達到最佳平衡。
[0035]具體地，作為優(yōu)選，所述環(huán)氧樹脂固化體系由環(huán)氧樹脂和固化劑組成。
[0036]上述環(huán)氧樹脂可選自雙酚A型環(huán)氧樹脂，雙酚F型環(huán)氧樹脂，多酚型縮水甘油醚環(huán)氧樹脂，脂肪族縮水甘油醚環(huán)氧樹脂，縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂，縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂，環(huán)氧化烯烴化合物，雜環(huán)型和混合型環(huán)氧樹脂中的至少一種。此外，根據(jù)不同的環(huán)氧樹脂體系來選擇對應(yīng)的固化劑。
[0037]本發(fā)明實施例通過采用上述比例原料，通過RTM成型工藝制備出高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維樹脂增強體復合材料汽車零部件，改善了制品表面由于應(yīng)力不同而引起的凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，其表面光澤度得到顯著提高，達到表觀質(zhì)量良好的高光表面，且制備方法簡單，無需對產(chǎn)品表面進行后處理，節(jié)省了人力與物力。
[0038]實施例二
[0039]如附圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種碳纖維復合材料制品的制備方法，具體如下:[0040]首先將汽車零部件制品的RTM模具清洗干凈后噴涂上脫模劑，接著按照設(shè)定好的鋪層順序?qū)⑻祭w維增強體及泡沫芯材鋪放在模具中，合模具，在一定的溫度下預熱一段時間，(預熱的溫度和時間由具體的環(huán)氧樹脂體系決定)然后將鋪放有碳纖維增強體及泡沫芯材的RTM模具升溫，將一定配比的環(huán)氧樹脂、固化劑及流平劑注入模具中，其中注射槍口的壓力保持在2bar以下，將上述環(huán)氧樹脂體系固化后即得到最終的泡沫夾芯碳纖維增強樹脂復合材料汽車零部件制品。
[0041]所述碳纖維增強體、所述泡沫芯材以及所述環(huán)氧樹脂體系的體積比例分別為30%-60%、5%-15% 和 35%-65%。
[0042]所述碳纖維增強體為碳纖維平紋織物、碳纖維斜紋織物、碳纖維緞紋織物、碳纖維單向織物、碳纖維多軸向經(jīng)編織物中的至少一種，所述泡沫芯材為聚氨酯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料和聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的至少一種。
[0043]所述流平劑為有機改性聚甲基硅氧烷類流平劑。
[0044]所述環(huán)氧樹脂固化體系由環(huán)氧樹脂和固化劑組成。
[0045]具體步驟如下:
[0046]步驟1:利用乙醇或丙酮清洗RTM模具，待模具表面的乙醇或丙酮揮發(fā)完全后，將脫模劑均勻涂敷在清洗完畢的RTM模具表面，放置10-30分鐘，重復涂覆脫模劑3-5次；
[0047]步驟2:將烘干的碳纖維織物及泡沫芯材按照RTM模具的表面尺寸進行剪切，按照碳纖維織物、泡沫夾芯以及碳纖維織物的順序順次將上述材料鋪放在RTM模具表面，合模后在設(shè)定的預熱溫度下預熱；
[0048]步驟3:按照一定的配比將環(huán)氧樹脂、固化劑、流平劑配制成環(huán)氧樹脂體系。
[0049]步驟4:在設(shè)定的灌注溫度和模具溫度下將樹脂體系灌注入模具中，固化一定的時間后開模即可得到表面高光的RTM成型泡沫夾芯碳纖維復合材料汽車零部件制品，其中管道溫度與模具溫度(即為固化溫度)由具體的環(huán)氧樹脂體系決定。
[0050]優(yōu)選地，環(huán)氧樹脂的粘度在灌注溫度下優(yōu)選為50-1000cPs。
[0051]具體地，作為優(yōu)選，所述步驟2中:預熱溫度為50°C _150°C，優(yōu)選地預熱時間為5min-2h，所述碳纖維增強體的鋪放層數(shù)為1_5層。
[0052]具體地，作為優(yōu)選，所述步驟4中:固化的溫度為25°C _180°C，固化時間為5s_3h。
[0053]所述一種碳纖維復合材料制品的制備方法采用RTM成型工藝，其中RTM成型工藝包括單組份RTM成型和雙組份RTM成型。其中，對于單組份RTM成型，環(huán)氧樹脂、固化劑以及流平劑混合并放置于一個材料罐中，然后注入模具中；對于雙組份RTM成型，環(huán)氧樹脂與流平劑混合并放置于一個材料罐，而固化劑放置于另一材料罐，然后兩個材料罐中的材料分別經(jīng)過管道到達混合頭，混合后注入模具中。
[0054]本發(fā)明實施例通過采用上述比例原料，通過RTM成型工藝制備出高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維樹脂增強體復合材料汽車零部件，改善了制品表面由于應(yīng)力不同而引起的凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，其表面光澤度得到顯著提高，達到表觀質(zhì)量良好的高光表面，且制備方法簡單，無需對產(chǎn)品表面進行后處理，節(jié)省了人力與物力。
[0055]實施例三
[0056]如附圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種碳纖維復合材料制品及其制備方法，具體如下:
[0057]步驟1:利用乙醇清洗汽車零部件RTM模具，待模具表面的乙醇揮發(fā)完全后，將脫模劑均勻涂敷在清洗完畢的RTM模具表面，放置10分鐘，重復涂覆脫模劑3次；
[0058]步驟2:將烘干的碳纖維平紋織物及聚氨酯泡沫材料按照RTM模具的表面尺寸進行剪切，順次將體積比例分別為30%的碳纖維平紋織物、15%的聚氨酯泡沫材料以及碳纖維平紋織物鋪放在RTM模具表面，合模后在設(shè)定的預熱溫度為50°C下預熱5分鐘，其中所述碳纖維增強體的鋪放層數(shù)為5層；
[0059]步驟3:將雙酚A型環(huán)氧樹脂、固化劑、烴基改性聚甲基硅氧烷類流平劑配制成體積比例為60%的環(huán)氧樹脂體系，其中所述烴基改性聚甲基硅氧烷類流平劑占所述環(huán)氧樹脂固化體系的質(zhì)量分數(shù)為0.2% ；
[0060]步驟4:在灌注溫度為50°C和模具溫度為25°C下將樹脂體系灌注入模具中，固化20min后開模即可得到表面高光的RTM成型泡沫夾芯碳纖維復合材料汽車零部件制品，使用光澤度儀測試可知，其表面光澤度平均為87.7Gs，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)纖維復合材料表面光澤度(約30Gs-60Gs之間)，產(chǎn)品表面光澤度得到顯著提高。
[0061]其中，環(huán)氧樹脂的粘度在灌注溫度下的平均值為50cPs。
[0062]本發(fā)明實施例通過采用上述比例原料，通過RTM成型工藝制備出高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維樹脂增強體`復合材料汽車零部件，改善了制品表面由于應(yīng)力不同而引起的凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，其表面光澤度得到顯著提高，達到表觀質(zhì)量良好的高光表面，且制備方法簡單，無需對產(chǎn)品表面進行后處理，節(jié)省了人力與物力。
[0063]實施例四
[0064]如附圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種碳纖維復合材料制品及其制備方法，具體如下:
[0065]步驟1:利用丙酮清洗汽車零部件RTM模具，待模具表面的丙酮揮發(fā)完全后，將脫模劑均勻涂敷在清洗完畢的RTM模具表面，放置30分鐘，重復涂覆脫模劑5次；
[0066]步驟2:將烘干的碳纖維斜紋織物及聚氯乙烯泡沫材料按照RTM模具的表面尺寸進行剪切，順次將體積比例分別為60%的碳纖維斜紋織物、5%的聚氯乙烯泡沫材料以及碳纖維斜紋織物鋪放在RTM模具表面，其中碳纖維織物鋪放I層，合模后在設(shè)定的預熱溫度為100°C下預熱20分鐘；
[0067]步驟3:將雙酚F型環(huán)氧樹脂、固化劑、環(huán)氧基改性聚甲基硅氧烷類流平劑配制成體積比例為35%的環(huán)氧樹脂體系，其中所述環(huán)氧基改性聚甲基硅氧烷類流平劑占所述環(huán)氧樹脂固化體系的質(zhì)量分數(shù)為0.3% ；
[0068]步驟4:在灌注溫度為100°C和模具溫度為180°C下將樹脂體系灌注入模具中，固化40min后開模即可得到表面高光的RTM成型泡沫夾芯碳纖維復合材料汽車零部件制品，使用光澤度儀測試可知，其表面光澤度平均為73.2Gs，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)纖維復合材料表面光澤度(約30Gs-60Gs之間)，產(chǎn)品表面光澤度得到顯著提高。
[0069]其中，環(huán)氧樹脂的粘度在灌注溫度下平均值為lOOOcPs。[0070]本發(fā)明實施例通過采用上述比例原料，通過RTM成型工藝制備出高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維樹脂增強體復合材料汽車零部件，改善了制品表面由于應(yīng)力不同而引起的凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，其表面光澤度得到顯著提高，達到表觀質(zhì)量良好的高光表面，且制備方法簡單，無需對產(chǎn)品表面進行后處理，節(jié)省了人力與物力。
[0071]實施例五
[0072]如附圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種碳纖維復合材料制品及其制備方法，具體如下:
[0073]步驟1:利用丙酮清洗汽車零部件RTM模具，待模具表面的丙酮揮發(fā)完全后，將脫模劑均勻涂敷在清洗完畢的RTM模具表面，放置30分鐘，重復涂覆脫模劑5次；
[0074]步驟2:將烘干的碳纖維斜紋織物及聚氯乙烯泡沫材料按照RTM模具的表面尺寸進行剪切，順次將體積比例分別為40%的碳纖維斜紋織物、10%的聚氯乙烯泡沫材料以及碳纖維斜紋織物鋪放在RTM模具表面，其中碳纖維織物鋪放2層，合模后在設(shè)定的預熱溫度為150°C下預熱20分鐘；
[0075]步驟3:將雙酚F型環(huán)氧樹脂、固化劑、環(huán)氧基改性聚甲基硅氧烷類流平劑配制成體積比例為50%的環(huán)氧樹脂體系，其中所述環(huán)氧基改性聚甲基硅氧烷類流平劑占環(huán)氧樹脂固化體系的質(zhì)量分數(shù)為0.1%；
[0076]步驟4:在灌注溫度為90°C和模具溫度為100°C下將樹脂體系灌注入模具中，固化40min后開模即可得到表面高光的RTM成型泡沫夾芯碳纖維復合材料汽車零部件制品，使用光澤度儀測試可知，其表面光澤度平均為70.2Gs，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)纖維復合材料表面光澤度(約30Gs-60Gs之間)，產(chǎn)品表面光澤度得到顯著提高。
[0077]其中，環(huán)氧樹脂的 粘度在灌注溫度下的平均值為500cPs。
[0078]本發(fā)明實施例通過采用上述比例原料，通過RTM成型工藝制備出高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維樹脂增強體復合材料汽車零部件，改善了制品表面由于應(yīng)力不同而引起的凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，其表面光澤度得到顯著提高，達到表觀質(zhì)量良好的高光表面，且制備方法簡單，無需對產(chǎn)品表面進行后處理，節(jié)省了人力與物力。
[0079]實施例六
[0080]步驟1:模具清洗及準備:用丙酮擦洗模具表面；
[0081]步驟2:待模具表面的丙酮揮發(fā)完全后，在模具表面均勻涂覆脫模劑，之后放置10分鐘，后重復此操作3次；
[0082]步驟3:提前將碳纖維及泡沫夾芯材料放置于50°C的烘箱中2小時，已除去多余的水分。將烘干后的碳纖維織物及泡沫夾芯層按照模具表面尺寸進行剪切；
[0083]步驟4:先鋪設(shè)3層碳纖維織物在汽車頂蓋模具表面，再將泡沫夾芯材料鋪放在纖維織物上，最后將3層碳纖維織物鋪放在泡沫夾芯層上，合模后在設(shè)定的80°C下預熱10分鐘；
[0084]步驟5:配置樹脂體系:稱取500g的2711-A型環(huán)氧樹脂和150g的2711-BS固化劑以及2g有機改性聚甲基硅氧烷類流平劑，一起放置于單組份材料罐中，攪拌均勻；
[0085]步驟6:在管道溫度為50°C和模具溫度為80°C的情況下將樹脂體系灌注入模具中，25分鐘后開模即可得到RTM成型泡沫夾芯碳纖維復合材料汽車頂蓋，使用光澤度儀測試可知，其表面光澤度平均為67.7Gs，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)纖維復合材料表面光澤度(約30Gs-60Gs之間)，產(chǎn)品表面光澤度得到顯著提高。
[0086]本發(fā)明實施例通過采用上述比例原料，通過RTM成型工藝制備出高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維樹脂增強體復合材料汽車零部件，改善了制品表面由于應(yīng)力不同而引起的凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，其表面光澤度得到顯著提高，達到表觀質(zhì)量良好的高光表面，且制備方法簡單，無需對產(chǎn)品表面進行后處理，節(jié)省了人力與物力。
[0087]實施例七
[0088]步驟1:模具清洗及準備:用丙酮擦洗模具表面；
[0089]步驟2:待模具表面的丙酮揮發(fā)完全后，在模具表面均勻涂覆脫模劑，之后放置10分鐘，后重復此操作3次；
[0090]步驟3:提前將碳纖維及泡沫夾芯材料放置于50°C的烘箱中2小時，已除去多余的水分。將烘干后的碳纖維織物及泡沫夾芯層按照模具表面尺寸進行剪切；
[0091]步驟4:按照先鋪設(shè)4層碳纖維織物在汽車頂蓋模具表面，再將泡沫夾芯材料鋪放在纖維織物上，最后將4層碳纖維織物鋪放在泡沫夾芯層上，合模后在設(shè)定的80°C下預熱10分鐘；
[0092]步驟5:配置樹脂體系:稱取500g的2711-A型環(huán)氧樹脂和1.5g的BYK323以及150g的2711-BS固化劑，一起放置于單組份材料罐中，攪拌均勻；
[0093]步驟6:在管道溫度為50°C和模具溫度為80°C的情況下將樹脂體系灌注入模具中，25分鐘后開模即可得到RTM成型泡沫夾芯碳纖維復合材料汽車頂蓋，使用光澤度儀測試可知，其表面光澤度平均為74.5Gs，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)纖維復合材料表面光澤度(約30Gs-60Gs之間)，產(chǎn)品表面光澤度得到顯著提高。
`[0094]本發(fā)明實施例通過采用上述比例原料，通過RTM成型工藝制備出高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維樹脂增強體復合材料汽車零部件，改善了制品表面由于應(yīng)力不同而引起的凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，其表面光澤度得到顯著提高，達到表觀質(zhì)量良好的高光表面，且制備方法簡單，無需對產(chǎn)品表面進行后處理，節(jié)省了人力與物力。
[0095]實施例八
[0096]步驟1:模具清洗及準備:用丙酮擦洗模具表面；
[0097]步驟2:待模具表面的丙酮揮發(fā)完全后，在模具表面均勻涂覆脫模劑，之后放置10分鐘，后重復此操作3次；
[0098]步驟3:提前將碳纖維及泡沫夾芯材料放置于50°C的烘箱中2小時，已除去多余的水分。將烘干后的碳纖維織物及泡沫夾芯層按照模具表面尺寸進行剪切；
[0099]步驟4:按照先鋪設(shè)5層碳纖維織物在汽車頂蓋模具表面，再將泡沫夾芯材料鋪放在纖維織物上，最后將5層碳纖維織物鋪放在泡沫夾芯層上，合模后在設(shè)定的120°C下預熱10分鐘；
[0100]步驟5:配置樹脂體系:稱取500g的D0W331型環(huán)氧樹脂和125g的AmineHarden598/7固化劑及6g BYK333 一起放置于單組份材料罐中，攪拌均勻；
[0101]步驟6:在管道溫度為80°C和模具溫度為120°C的情況下將樹脂體系灌注入模具中，8分鐘后開模即可得到RTM成型泡沫夾芯碳纖維復合材料汽車頂蓋，使用光澤度儀測試可知，其表面光澤度平均為73.2Gs,優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)纖維復合材料表面光澤度(約30Gs-60Gs之間)，產(chǎn)品表面光澤度得到顯著提高。[0102]本發(fā)明實施例通過采用上述比例原料，通過RTM成型工藝制備出高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維樹脂增強體復合材料汽車零部件，改善了制品表面由于應(yīng)力不同而引起的凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，其表面光澤度得到顯著提高，達到表觀質(zhì)量良好的高光表面，且制備方法簡單，無需對產(chǎn)品表面進行后處理，節(jié)省了人力與物力。
[0103]實施例九
[0104]步驟1:模具清洗及準備:用丙酮擦洗模具表面；
[0105]步驟2:待模具表面的丙酮揮發(fā)完全后，在模具表面均勻涂覆脫模劑，之后放置10分鐘，后重復此操作3次；
[0106]步驟3:提前將碳纖維及泡沫夾芯材料放置于50°C的烘箱中2小時，已除去多余的水分。將烘干后的碳纖維織物及泡沫夾芯層按照模具表面尺寸進行剪切；
[0107]步驟4:按照先鋪設(shè)3層碳纖維織物在汽車頂蓋模具表面，再將泡沫夾芯材料鋪放在纖維織物上，最后將3層碳纖維織物鋪放在泡沫夾芯層上，合模后在設(shè)定的120°C下預熱10分鐘；
[0108]步驟5:配置樹脂體系:稱取500g的D0W331型環(huán)氧樹脂和1.5g的BYK323以及125g的Amine Harden598/7固化劑,一起放置于單組份材料罐中，攪拌均勻；
[0109]步驟6:在管道溫度為80°C和模具溫度為120°C的情況下將樹脂體系灌注入模具中，8分鐘后開模即可得到RTM成型泡沫夾芯碳纖維復合材料汽車頂蓋，使用光澤度儀測試可知，其表面光澤度平均為82.lGs，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)纖維復合材料表面光澤度(約30Gs-60Gs之間)，產(chǎn)品表面光澤度得到顯著提高。
[0110]本發(fā)明實施例通過采用上述比例原料，通過RTM成型工藝制備出高光表面RTM成型泡沫夾芯碳纖維樹脂增強體復合材料汽車零部件，改善了制品表面由于應(yīng)力不同而引起的凸起、凹陷、流紋或細孔等缺陷，其表面光澤度得到顯著提高，達到表觀質(zhì)量良好的高光表面，且制備方法簡單，無需對產(chǎn)品表面進行后處理，節(jié)省了人力與物力。
[0111]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種碳纖維復合材料制品，其特征在于，所述碳纖維復合材料制品包括以下體積比例的組分:30%-60%的碳纖維增強體、5%-15%的泡沫芯材和35%-65%的環(huán)氧樹脂體系，所述環(huán)氧樹脂體系包括環(huán)氧樹脂固化體系和流平劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維復合材料制品，其特征在于，所述流平劑占所述環(huán)氧樹脂固化體系的質(zhì)量分數(shù)為0.1%-3.0%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳纖維復合材料制品，其特征在于，所述流平劑為有機改性聚甲基硅氧烷類流平劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳纖維復合材料制品，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂固化體系由環(huán)氧樹脂和固化劑組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維復合材料制品，其特征在于，所述碳纖維增強體為碳纖維平紋織物、碳纖維斜紋織物、碳纖維緞紋織物、碳纖維單向織物、碳纖維多軸向經(jīng)編織物中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維復合材料制品，其特征在于，所述泡沫芯材為聚氨酯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料和聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的至少一種。
7.—種權(quán)利要求1-6所述的碳纖維復合材料制品的制備方法，其特征在于，所述碳纖維復合材料制品的制備方法包括以下步驟: 步驟1:清洗樹脂傳遞模塑成型RTM模具，將脫模劑均勻涂敷在清洗完畢的所述RTM模具表面； 步驟2:將烘干的碳纖維增強體及泡沫芯材鋪放在涂敷有脫模劑的所述RTM模具表面并固定，將所述RTM模具合模并預熱； 步驟3:將環(huán)氧樹脂、固化劑、流平劑配制成環(huán)氧樹脂體系，將所述環(huán)氧樹脂體系注入所述RTM模具中并固化； 所述碳纖維增強體、所述泡沫芯材以及所述環(huán)氧樹脂體系的體積比例分別為30%-60%、5%-15%和 35%-65%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳纖維復合材料制品的制備方法，其特征在于，所述步驟2中:所述碳纖維增強體的鋪放層數(shù)為1-5層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳纖維復合材料制品的制備方法，其特征在于，所述步驟3中:所述環(huán)氧樹脂體系注入RTM模具時的粘度范圍為50-1000cPs。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳纖維復合材料制品的制備方法，其特征在于，所述步驟3中:固化時的溫度為25°C -180°C。
【文檔編號】C08J5/04GK103497485SQ201310444647
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】宣善勇, 李進, 張靜, 唐少俊, 張道理 申請人:奇瑞汽車股份有限公司