CN103497485A - 一种碳纤维复合材料制品及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料制品及制备方法，属于复合材料领域。通过将30%-60%的碳纤维增强体、5%-15%的泡沫芯材和35%-65%的环氧树脂体系进行合理调配，其中环氧树脂体系包括环氧树脂固化体系和流平剂，对复合材料表面张力进行调节，降低表面张力梯度，改善了制品表面由于应力不同而引起的凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，通过RTM成型工艺制备出泡沫夹芯碳纤维树脂增强体复合材料制品，其表面光泽度得到显著提高，达到表观质量良好的高光表面。

Description

一种碳纤维复合材料制品及制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别涉及一种碳纤维复合材料制品及其制备方法。

背景技术

碳纤维增强树脂复合材料由于其高强度，低比重，耐热与耐腐蚀等优点，在汽车领域有着越来越广的应用。利用RTM（Resin Transfer Molding树脂传递模塑成型）技术将碳纤维增强树脂复合材料进行固化成型，制成各种汽车零部件，不仅能提高汽车综合性能指标，更重要的是可显著降低汽车的重量，实现汽车轻量化，提高燃油经济性。

现有技术利用采用碳纤维增强树脂复合材料与泡沫芯材制备成泡沫夹芯结构的复合材料，力学及安全性能均达到汽车行业的要求，将其应用于特定车型，可明显减轻车身的重量。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于泡沫夹芯结构的碳纤维增强树脂复合材料中组分组成复杂，在制备过程中，由于各组分相互之间相容性不一致，表面张力梯度较大，使得产品表面由于应力不同而引起凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，产品表面光泽度较差，约在30Gs-60Gs之间，影响产品的表观质量，此外，对光泽度较差的产品表面还需增加后处理工艺进行抛光及打磨，不仅工艺复杂，且造成资源浪费。

发明内容

为了解决现有技术复合材料表面光泽度较差的问题，本发明实施例提供了一种碳纤维复合材料制品及制备方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种碳纤维复合材料制品，所述碳纤维复合材料制品包括以下体积比例的组分：30%-60%的碳纤维增强体、5%-15%的泡沫芯材和35%-65%的环氧树脂体系，所述环氧树脂体系包括环氧树脂固化体系和流平剂。

具体地，作为优选，所述流平剂占所述环氧树脂固化体系的质量分数为0.1%-3.0%。

具体地，作为优选，所述流平剂为有机改性聚甲基硅氧烷类流平剂。

具体地，作为优选，所述环氧树脂固化体系由环氧树脂和固化剂组成。

具体地，作为优选，所述碳纤维增强体为碳纤维平纹织物、碳纤维斜纹织物、碳纤维缎纹织物、碳纤维单向织物、碳纤维多轴向经编织物中的至少一种。

具体地，作为优选，所述泡沫芯材为聚氨酯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料和聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的至少一种。

另一方面，提供了一种碳纤维复合材料制品的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1：清洗RTM模具，将脱模剂均匀涂敷在清洗完毕的RTM模具表面；

步骤2：将烘干的碳纤维增强体及泡沫芯材按顺序铺放在涂敷有脱模剂的RTM模具表面并固定，将所述RTM模具合模并预热；

步骤3：将环氧树脂、固化剂、流平剂配制成环氧树脂体系，将所述环氧树脂体系注入所述RTM模具中并固化。

所述碳纤维增强体、所述泡沫芯材以及所述环氧树脂体系的体积比例分别为30%-60%、5%-15%和35%-65%。

具体地，作为优选，所述步骤3中，所述环氧树脂体系注入RTM模具时的粘度为50-1000cPs。

具体地，作为优选，所述步骤3中:固化时的温度为25℃-180℃。

所述碳纤维增强体的铺放层数为1-5层。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的碳纤维复合材料制品及制备方法，通过将30%-60%的碳纤维增强体、5%-15%的泡沫芯材和35%-65%的环氧树脂体系进行合理调配，其中环氧树脂体系包括环氧树脂固化体系和流平剂，对碳纤维复合材料的表面张力进行调节，降低表面张力梯度，改善了制品表面由于应力不同而引起的凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，制备出高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维树脂增强体复合材料制品，其表面光泽度得到显著提高，达到表观质量良好的高光表面，且制备方法简单，无需对产品表面进行后处理，节省了人力与物力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的碳纤维复合材料制品的制备方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实例中2711-A型树脂（粘度1000-1200cPs，25℃）由上纬（上海）精细化工有限公司提供，固化剂2711-BS（粘度10-50cPs，25℃）由上纬（上海）精细化工有限公司提供，固化剂DOW331（粘度11000-14000cPs，25℃）由陶氏化学提供，固化剂Amine Harden598/7（粘度20-60cPs，25℃）由赢创化学提供，脱模剂Xtend release807由美国Axel塑料研究实验室有限公司，泡沫芯材ROHACELL型PMI泡沫由赢创化学提供，碳纤维3K斜纹布由江苏恒神纤维材料有限公司提供，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）由毕克化学公司提供。

实施例一

如附图1所示，本发明实施例提供了一种高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维增强树脂复合材料制品，所述高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维增强树脂复合材料制品包括以下体积分数的组分：30%-60%的碳纤维增强体、5%-15%的泡沫芯材和35%-65%的环氧树脂体系，所述环氧树脂体系包括环氧树脂固化体系和流平剂。具体地，作为优选，所述碳纤维增强体为碳纤维平纹织物、碳纤维斜纹织物、碳纤维缎纹织物、碳纤维单向织物、碳纤维多轴向经编织物中的至少一种，所述泡沫芯材为聚氨酯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料和聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的至少一种。

碳纤维增强树脂复合材料由于其高强度，高抗热冲击性，低比重，耐热与耐腐蚀等优点，已经被证明可以应用于汽车轻量化，满足节能减排的要求。本发明实施例以环氧树脂为基体（连续相），碳纤维为增强材料（分散相），两者之间形成具有一定结合强度的界面，将树脂基体所承受的载荷通过界面传递给增强纤维，以充分发挥其增强作用从而提高复合材料的整体强度。碳纤维具有的高模量即高刚度可保证复合材料的结构稳定性，且其密度小、热稳定性强，因此选择承受载荷能力较强的碳纤维为主要承载组分，发挥其对环氧树脂基体的增强作用，使得复合材料具有最佳的强度、刚度和韧性等。

本发明实施例提供的高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维增强树脂复合材料制品结构为泡沫夹芯结构，包括上下面板及中间芯材，其中上下面板采用强度和刚度均比较高的碳纤维增强树脂复合材料，提供面内的刚度和强度，承受由弯矩或面内拉压引起的面内拉压应力和面内剪应力，中间的芯材采用轻质材料(通常为蜂窝或者泡沫)，如：聚氨酯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料和聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的至少一种，既可以承受剪切载荷也起到减震和吸收噪音的功能，中间芯材提供面板法向方向的刚度和强度，承受压应力和横向力产生的剪应力，并支持上下面板，使其不失去稳定性，可较大幅度地减轻构件的重量。而且由于芯材密度较小，面板强度较高，从而能同时达到重量轻、性能好这两个要求，是提高汽车结构效率的重要途径。

具体地，作为优选，所述流平剂与所述环氧树脂固化体系的质量比为0.1%-3.0%。

由于泡沫夹芯结构的碳纤维增强树脂复合材料中组分组成复杂，各组分相互之间相容性不一致，表面张力梯度较大，使得产品表面由于应力不同而引起凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，产品表面光泽度较差，影响产品的表观质量。而加入与样品表面的相容性能好的上述比例的流平剂可调节碳纤维增强树脂复合材料表面张力，使得环氧树脂与碳纤维增强体之间有良好的润湿性，且在环氧树脂涂层干燥的过程中形成单分子层，提供均匀的表面张力，降低样品的表面张力梯度，消除样品表面由于应力的不同而导致的凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，从而使得样品表面表现出光滑。

具体地，作为优选，所述流平剂为有机改性聚甲基硅氧烷类流平剂。

上述有机改性聚甲基硅氧烷类流平剂可与许多有机官能团发生反应，如烃基，环氧基，丙烯酸酯基，聚氧化烯烃基等，通过调节有机改性聚甲基硅氧烷类流平剂的种类和分子量，可使环氧树脂体系在流平性，光泽，润湿性等性能上达到最佳平衡。

具体地，作为优选，所述环氧树脂固化体系由环氧树脂和固化剂组成。

上述环氧树脂可选自双酚A型环氧树脂，双酚F型环氧树脂，多酚型缩水甘油醚环氧树脂，脂肪族缩水甘油醚环氧树脂，缩水甘油酯型环氧树脂，缩水甘油胺型环氧树脂，环氧化烯烃化合物，杂环型和混合型环氧树脂中的至少一种。此外，根据不同的环氧树脂体系来选择对应的固化剂。

本发明实施例通过采用上述比例原料，通过RTM成型工艺制备出高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维树脂增强体复合材料汽车零部件，改善了制品表面由于应力不同而引起的凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，其表面光泽度得到显著提高，达到表观质量良好的高光表面，且制备方法简单，无需对产品表面进行后处理，节省了人力与物力。

实施例二

如附图1所示，本发明实施例提供了一种碳纤维复合材料制品的制备方法，具体如下：

首先将汽车零部件制品的RTM模具清洗干净后喷涂上脱模剂，接着按照设定好的铺层顺序将碳纤维增强体及泡沫芯材铺放在模具中，合模具，在一定的温度下预热一段时间，（预热的温度和时间由具体的环氧树脂体系决定）然后将铺放有碳纤维增强体及泡沫芯材的RTM模具升温，将一定配比的环氧树脂、固化剂及流平剂注入模具中，其中注射枪口的压力保持在2bar以下，将上述环氧树脂体系固化后即得到最终的泡沫夹芯碳纤维增强树脂复合材料汽车零部件制品。

所述碳纤维增强体、所述泡沫芯材以及所述环氧树脂体系的体积比例分别为30%-60%、5%-15%和35%-65%。

所述碳纤维增强体为碳纤维平纹织物、碳纤维斜纹织物、碳纤维缎纹织物、碳纤维单向织物、碳纤维多轴向经编织物中的至少一种，所述泡沫芯材为聚氨酯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料和聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的至少一种。

所述流平剂为有机改性聚甲基硅氧烷类流平剂。

所述环氧树脂固化体系由环氧树脂和固化剂组成。

具体步骤如下：

步骤1：利用乙醇或丙酮清洗RTM模具，待模具表面的乙醇或丙酮挥发完全后，将脱模剂均匀涂敷在清洗完毕的RTM模具表面，放置10-30分钟，重复涂覆脱模剂3-5次；

步骤2：将烘干的碳纤维织物及泡沫芯材按照RTM模具的表面尺寸进行剪切，按照碳纤维织物、泡沫夹芯以及碳纤维织物的顺序顺次将上述材料铺放在RTM模具表面，合模后在设定的预热温度下预热；

步骤3：按照一定的配比将环氧树脂、固化剂、流平剂配制成环氧树脂体系。

步骤4：在设定的灌注温度和模具温度下将树脂体系灌注入模具中，固化一定的时间后开模即可得到表面高光的RTM成型泡沫夹芯碳纤维复合材料汽车零部件制品，其中管道温度与模具温度（即为固化温度）由具体的环氧树脂体系决定。

优选地，环氧树脂的粘度在灌注温度下优选为50-1000cPs。

具体地，作为优选，所述步骤2中:预热温度为50℃-150℃，优选地预热时间为5min-2h，所述碳纤维增强体的铺放层数为1-5层。

具体地，作为优选，所述步骤4中:固化的温度为25℃-180℃，固化时间为5s-3h。

所述一种碳纤维复合材料制品的制备方法采用RTM成型工艺，其中RTM成型工艺包括单组份RTM成型和双组份RTM成型。其中，对于单组份RTM成型，环氧树脂、固化剂以及流平剂混合并放置于一个材料罐中，然后注入模具中；对于双组份RTM成型，环氧树脂与流平剂混合并放置于一个材料罐，而固化剂放置于另一材料罐，然后两个材料罐中的材料分别经过管道到达混合头，混合后注入模具中。

本发明实施例通过采用上述比例原料，通过RTM成型工艺制备出高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维树脂增强体复合材料汽车零部件，改善了制品表面由于应力不同而引起的凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，其表面光泽度得到显著提高，达到表观质量良好的高光表面，且制备方法简单，无需对产品表面进行后处理，节省了人力与物力。

实施例三

如附图1所示，本发明实施例提供了一种碳纤维复合材料制品及其制备方法，具体如下：

步骤1：利用乙醇清洗汽车零部件RTM模具，待模具表面的乙醇挥发完全后，将脱模剂均匀涂敷在清洗完毕的RTM模具表面，放置10分钟，重复涂覆脱模剂3次；

步骤2：将烘干的碳纤维平纹织物及聚氨酯泡沫材料按照RTM模具的表面尺寸进行剪切，顺次将体积比例分别为30%的碳纤维平纹织物、15%的聚氨酯泡沫材料以及碳纤维平纹织物铺放在RTM模具表面，合模后在设定的预热温度为50℃下预热5分钟，其中所述碳纤维增强体的铺放层数为5层；

步骤3：将双酚A型环氧树脂、固化剂、烃基改性聚甲基硅氧烷类流平剂配制成体积比例为60%的环氧树脂体系，其中所述烃基改性聚甲基硅氧烷类流平剂占所述环氧树脂固化体系的质量分数为0.2%；

步骤4：在灌注温度为50℃和模具温度为25℃下将树脂体系灌注入模具中，固化20min后开模即可得到表面高光的RTM成型泡沫夹芯碳纤维复合材料汽车零部件制品，使用光泽度仪测试可知，其表面光泽度平均为87.7Gs，优于现有技术纤维复合材料表面光泽度（约30Gs-60Gs之间），产品表面光泽度得到显著提高。

其中，环氧树脂的粘度在灌注温度下的平均值为50cPs。

本发明实施例通过采用上述比例原料，通过RTM成型工艺制备出高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维树脂增强体复合材料汽车零部件，改善了制品表面由于应力不同而引起的凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，其表面光泽度得到显著提高，达到表观质量良好的高光表面，且制备方法简单，无需对产品表面进行后处理，节省了人力与物力。

实施例四

如附图1所示，本发明实施例提供了一种碳纤维复合材料制品及其制备方法，具体如下：

步骤1：利用丙酮清洗汽车零部件RTM模具，待模具表面的丙酮挥发完全后，将脱模剂均匀涂敷在清洗完毕的RTM模具表面，放置30分钟，重复涂覆脱模剂5次；

步骤2：将烘干的碳纤维斜纹织物及聚氯乙烯泡沫材料按照RTM模具的表面尺寸进行剪切，顺次将体积比例分别为60%的碳纤维斜纹织物、5%的聚氯乙烯泡沫材料以及碳纤维斜纹织物铺放在RTM模具表面，其中碳纤维织物铺放1层，合模后在设定的预热温度为100℃下预热20分钟；

步骤3：将双酚F型环氧树脂、固化剂、环氧基改性聚甲基硅氧烷类流平剂配制成体积比例为35%的环氧树脂体系，其中所述环氧基改性聚甲基硅氧烷类流平剂占所述环氧树脂固化体系的质量分数为0.3%；

步骤4：在灌注温度为100℃和模具温度为180℃下将树脂体系灌注入模具中，固化40min后开模即可得到表面高光的RTM成型泡沫夹芯碳纤维复合材料汽车零部件制品，使用光泽度仪测试可知，其表面光泽度平均为73.2Gs，优于现有技术纤维复合材料表面光泽度（约30Gs-60Gs之间），产品表面光泽度得到显著提高。

其中，环氧树脂的粘度在灌注温度下平均值为1000cPs。

本发明实施例通过采用上述比例原料，通过RTM成型工艺制备出高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维树脂增强体复合材料汽车零部件，改善了制品表面由于应力不同而引起的凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，其表面光泽度得到显著提高，达到表观质量良好的高光表面，且制备方法简单，无需对产品表面进行后处理，节省了人力与物力。

实施例五

如附图1所示，本发明实施例提供了一种碳纤维复合材料制品及其制备方法，具体如下：

步骤1：利用丙酮清洗汽车零部件RTM模具，待模具表面的丙酮挥发完全后，将脱模剂均匀涂敷在清洗完毕的RTM模具表面，放置30分钟，重复涂覆脱模剂5次；

步骤2：将烘干的碳纤维斜纹织物及聚氯乙烯泡沫材料按照RTM模具的表面尺寸进行剪切，顺次将体积比例分别为40%的碳纤维斜纹织物、10%的聚氯乙烯泡沫材料以及碳纤维斜纹织物铺放在RTM模具表面，其中碳纤维织物铺放2层，合模后在设定的预热温度为150℃下预热20分钟；

步骤3：将双酚F型环氧树脂、固化剂、环氧基改性聚甲基硅氧烷类流平剂配制成体积比例为50%的环氧树脂体系，其中所述环氧基改性聚甲基硅氧烷类流平剂占环氧树脂固化体系的质量分数为0.1%；

步骤4：在灌注温度为90℃和模具温度为100℃下将树脂体系灌注入模具中，固化40min后开模即可得到表面高光的RTM成型泡沫夹芯碳纤维复合材料汽车零部件制品，使用光泽度仪测试可知，其表面光泽度平均为70.2Gs，优于现有技术纤维复合材料表面光泽度（约30Gs-60Gs之间），产品表面光泽度得到显著提高。

其中，环氧树脂的粘度在灌注温度下的平均值为500cPs。

本发明实施例通过采用上述比例原料，通过RTM成型工艺制备出高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维树脂增强体复合材料汽车零部件，改善了制品表面由于应力不同而引起的凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，其表面光泽度得到显著提高，达到表观质量良好的高光表面，且制备方法简单，无需对产品表面进行后处理，节省了人力与物力。

实施例六

步骤1：模具清洗及准备：用丙酮擦洗模具表面；

步骤2：待模具表面的丙酮挥发完全后，在模具表面均匀涂覆脱模剂，之后放置10分钟，后重复此操作3次；

步骤3：提前将碳纤维及泡沫夹芯材料放置于50℃的烘箱中2小时，已除去多余的水分。将烘干后的碳纤维织物及泡沫夹芯层按照模具表面尺寸进行剪切；

步骤4：先铺设3层碳纤维织物在汽车顶盖模具表面，再将泡沫夹芯材料铺放在纤维织物上，最后将3层碳纤维织物铺放在泡沫夹芯层上，合模后在设定的80℃下预热10分钟；

步骤5：配置树脂体系：称取500g的2711-A型环氧树脂和150g的2711-BS固化剂以及2g有机改性聚甲基硅氧烷类流平剂，一起放置于单组份材料罐中，搅拌均匀；

步骤6：在管道温度为50℃和模具温度为80℃的情况下将树脂体系灌注入模具中，25分钟后开模即可得到RTM成型泡沫夹芯碳纤维复合材料汽车顶盖，使用光泽度仪测试可知，其表面光泽度平均为67.7Gs，优于现有技术纤维复合材料表面光泽度（约30Gs-60Gs之间），产品表面光泽度得到显著提高。

本发明实施例通过采用上述比例原料，通过RTM成型工艺制备出高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维树脂增强体复合材料汽车零部件，改善了制品表面由于应力不同而引起的凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，其表面光泽度得到显著提高，达到表观质量良好的高光表面，且制备方法简单，无需对产品表面进行后处理，节省了人力与物力。

实施例七

步骤1：模具清洗及准备：用丙酮擦洗模具表面；

步骤2：待模具表面的丙酮挥发完全后，在模具表面均匀涂覆脱模剂，之后放置10分钟，后重复此操作3次；

步骤3：提前将碳纤维及泡沫夹芯材料放置于50℃的烘箱中2小时，已除去多余的水分。将烘干后的碳纤维织物及泡沫夹芯层按照模具表面尺寸进行剪切；

步骤4：按照先铺设4层碳纤维织物在汽车顶盖模具表面，再将泡沫夹芯材料铺放在纤维织物上，最后将4层碳纤维织物铺放在泡沫夹芯层上，合模后在设定的80℃下预热10分钟；

步骤5：配置树脂体系：称取500g的2711-A型环氧树脂和1.5g的BYK323以及150g的2711-BS固化剂，一起放置于单组份材料罐中，搅拌均匀；

步骤6：在管道温度为50℃和模具温度为80℃的情况下将树脂体系灌注入模具中，25分钟后开模即可得到RTM成型泡沫夹芯碳纤维复合材料汽车顶盖，使用光泽度仪测试可知，其表面光泽度平均为74.5Gs，优于现有技术纤维复合材料表面光泽度（约30Gs-60Gs之间），产品表面光泽度得到显著提高。

本发明实施例通过采用上述比例原料，通过RTM成型工艺制备出高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维树脂增强体复合材料汽车零部件，改善了制品表面由于应力不同而引起的凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，其表面光泽度得到显著提高，达到表观质量良好的高光表面，且制备方法简单，无需对产品表面进行后处理，节省了人力与物力。

实施例八

步骤1：模具清洗及准备：用丙酮擦洗模具表面；

步骤2：待模具表面的丙酮挥发完全后，在模具表面均匀涂覆脱模剂，之后放置10分钟，后重复此操作3次；

步骤3：提前将碳纤维及泡沫夹芯材料放置于50℃的烘箱中2小时，已除去多余的水分。将烘干后的碳纤维织物及泡沫夹芯层按照模具表面尺寸进行剪切；

步骤4：按照先铺设5层碳纤维织物在汽车顶盖模具表面，再将泡沫夹芯材料铺放在纤维织物上，最后将5层碳纤维织物铺放在泡沫夹芯层上，合模后在设定的120℃下预热10分钟；

步骤5：配置树脂体系：称取500g的DOW331型环氧树脂和125g的Amine Harden598/7固化剂及6g BYK333一起放置于单组份材料罐中，搅拌均匀；

步骤6：在管道温度为80℃和模具温度为120℃的情况下将树脂体系灌注入模具中，8分钟后开模即可得到RTM成型泡沫夹芯碳纤维复合材料汽车顶盖，使用光泽度仪测试可知，其表面光泽度平均为73.2Gs，优于现有技术纤维复合材料表面光泽度（约30Gs-60Gs之间），产品表面光泽度得到显著提高。

本发明实施例通过采用上述比例原料，通过RTM成型工艺制备出高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维树脂增强体复合材料汽车零部件，改善了制品表面由于应力不同而引起的凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，其表面光泽度得到显著提高，达到表观质量良好的高光表面，且制备方法简单，无需对产品表面进行后处理，节省了人力与物力。

实施例九

步骤1：模具清洗及准备：用丙酮擦洗模具表面；

步骤2：待模具表面的丙酮挥发完全后，在模具表面均匀涂覆脱模剂，之后放置10分钟，后重复此操作3次；

步骤3：提前将碳纤维及泡沫夹芯材料放置于50℃的烘箱中2小时，已除去多余的水分。将烘干后的碳纤维织物及泡沫夹芯层按照模具表面尺寸进行剪切；

步骤4：按照先铺设3层碳纤维织物在汽车顶盖模具表面，再将泡沫夹芯材料铺放在纤维织物上，最后将3层碳纤维织物铺放在泡沫夹芯层上，合模后在设定的120℃下预热10分钟；

步骤5：配置树脂体系：称取500g的DOW331型环氧树脂和1.5g的BYK323以及125g的Amine Harden598/7固化剂，一起放置于单组份材料罐中，搅拌均匀；

步骤6：在管道温度为80℃和模具温度为120℃的情况下将树脂体系灌注入模具中，8分钟后开模即可得到RTM成型泡沫夹芯碳纤维复合材料汽车顶盖，使用光泽度仪测试可知，其表面光泽度平均为82.1Gs，优于现有技术纤维复合材料表面光泽度（约30Gs-60Gs之间），产品表面光泽度得到显著提高。

本发明实施例通过采用上述比例原料，通过RTM成型工艺制备出高光表面RTM成型泡沫夹芯碳纤维树脂增强体复合材料汽车零部件，改善了制品表面由于应力不同而引起的凸起、凹陷、流纹或细孔等缺陷，其表面光泽度得到显著提高，达到表观质量良好的高光表面，且制备方法简单，无需对产品表面进行后处理，节省了人力与物力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳纤维复合材料制品，其特征在于，所述碳纤维复合材料制品包括以下体积比例的组分：30%-60%的碳纤维增强体、5%-15%的泡沫芯材和35%-65%的环氧树脂体系，所述环氧树脂体系包括环氧树脂固化体系和流平剂。

2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料制品，其特征在于，所述流平剂占所述环氧树脂固化体系的质量分数为0.1%-3.0%。

3.根据权利要求1或2所述的碳纤维复合材料制品，其特征在于，所述流平剂为有机改性聚甲基硅氧烷类流平剂。

4.根据权利要求1或2所述的碳纤维复合材料制品，其特征在于，所述环氧树脂固化体系由环氧树脂和固化剂组成。

5.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料制品，其特征在于，所述碳纤维增强体为碳纤维平纹织物、碳纤维斜纹织物、碳纤维缎纹织物、碳纤维单向织物、碳纤维多轴向经编织物中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料制品，其特征在于，所述泡沫芯材为聚氨酯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料和聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的至少一种。

7.一种权利要求1-6所述的碳纤维复合材料制品的制备方法，其特征在于，所述碳纤维复合材料制品的制备方法包括以下步骤：

步骤1：清洗树脂传递模塑成型RTM模具，将脱模剂均匀涂敷在清洗完毕的所述RTM模具表面；

步骤2：将烘干的碳纤维增强体及泡沫芯材铺放在涂敷有脱模剂的所述RTM模具表面并固定，将所述RTM模具合模并预热；

步骤3：将环氧树脂、固化剂、流平剂配制成环氧树脂体系，将所述环氧树脂体系注入所述RTM模具中并固化；

所述碳纤维增强体、所述泡沫芯材以及所述环氧树脂体系的体积比例分别为30%-60%、5%-15%和35%-65%。

8.根据权利要求7所述的碳纤维复合材料制品的制备方法，其特征在于，所述步骤2中:所述碳纤维增强体的铺放层数为1-5层。

9.根据权利要求7所述的碳纤维复合材料制品的制备方法，其特征在于，所述步骤3中：所述环氧树脂体系注入RTM模具时的粘度范围为50-1000cPs。

10.根据权利要求7所述的碳纤维复合材料制品的制备方法，其特征在于，所述步骤3中:固化时的温度为25℃-180℃。

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