CN105109151A - 一种汽车前围上盖板用复合片材及使用该片材制备汽车前围上盖板的方法 - Google Patents

一种汽车前围上盖板用复合片材及使用该片材制备汽车前围上盖板的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车前围上盖板用复合片材，包括基体树脂与纤维布层，基体树脂与纤维布层合为一体，纤维布层上涂布有基体树脂；所述纤维布层包括经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束，经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束相互交叉成网状，经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束均有3~6根纤维丝捻合而成。由于该片材可以直接裁剪使用，强度高且韧性较高，利用该片材制备的舱门质轻环保，可有效解决现存在的热塑性塑料及非连续纤维增强复合材料的强度不足问题。

Description

一种汽车前围上盖板用复合片材及使用该片材制备汽车前围上盖板的方法
技术领域
本发明属于汽车零部件制造工业技术领域，具体涉及一种汽车前围上盖板用复合片材及使用该片材制备汽车前围上盖板的方法。
背景技术
汽车前围上盖板是汽车的重要组成部分，汽车前围上盖板主要作用是减低汽车行驶时所产生的逆向气流，同时增加汽车的下压力。使汽车行驶时更加平稳，从而减少耗油量。现有技术中的后围上盖板，后围上盖板与型材通过粘接胶连接在一起，周边用填缝胶填充。传统采用金属、热固性纤维增强复合材料或塑料。金属比重较大，会增加油耗，进一步会造成环境污染，汽车轻量化材料已成为趋势；热固性纤维增强复合材料比重为1.8-2.0，由于不可回收，随着汽车保有量的增加，从长远看会对环境造成污染；塑料强度不足，易变形，易断裂。本发明采用编织纤维增强热塑性复合材料比重约为1.1，质轻环保，可有效解决现存在的热塑性塑料及非连续纤维增强复合材料的强度不足问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种汽车前围上盖板用复合片材，该片材可以直接裁剪使用，强度高且韧性较高，使用该片材制备汽车前围上盖板质轻环保，可有效解决现存在的热塑性塑料及非连续纤维增强复合材料的强度不足问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种汽车前围上盖板用复合片材，包括基体树脂与纤维布层，基体树脂与纤维布层合为一体，纤维布层上涂布有基体树脂；所述纤维布层包括经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束，经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束相互交叉成网状，经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束均有3000~5000根纤维丝捻合而成。
根据上述的汽车前围上盖板用复合片材，还包括加强层，加强层设置在纤维布层的上下两侧，加强层上也涂布有基体树脂，所述加强层包括经向碳纤维束与纬向玻璃纤维束，经向碳纤维束与纬向玻璃纤维束相互交叉成网状，经向碳纤维束与纬向玻璃纤维束均有3000~12000根纤维丝捻合而成。
所述玻璃纤维丝直径为10~25μm。
所述碳纤维丝平均纤维径为5~8μm，碳纤维单束直径为0.3~0.7mm。
所述加强层的网孔尺寸是纤维布层的网孔尺寸的3~5倍。
所述基体树脂为热塑性树脂。
所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯或聚甲醛。
一种使用上述的汽车前围上盖板用复合片材制备汽车前围上盖板的方法，包括以下步骤：
（1）汽车前围上盖板用复合片材的制备：先将基体树脂加热软化，加热温度为150~250℃；接着将纤维布层和加强层浸渍至经过加热后的基体树脂中，浸渍时间10~20min，然后自然晾干，备用；
（2）汽车前围上盖板模具处理：清理汽车前围上盖板模具，然后喷涂脱模剂；
（3）汽车前围上盖板的制备：将步骤（1）加工好的汽车前围上盖板用复合片材置入汽车前围上盖板模具内，模压成型，模具压力1500~1800T/M2，上模温度30~80℃，下模温度30~80℃，保压时间40~90s，脱模。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果：
1.本发明结构包括基体树脂与纤维布层，基体树脂与纤维布层合为一体，纤维布层上涂布有基体树脂；所述纤维布层包括经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束，经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束相互交叉成网状，经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束均有3000~5000根纤维丝捻合而成。由于纤维布层采用网状结构，可以提高片材的抗断裂能力，覆模性好。
2.本发明结构还包括加强层，加强层设置在纤维布层的上下两侧，加强层上也涂布有基体树脂，所述加强层包括经向碳纤维束与纬向玻璃纤维束，经向碳纤维束与纬向玻璃纤维束相互交叉成网状，经向碳纤维束与纬向玻璃纤维束均有3000~12000根纤维丝捻合而成。该结构提高了汽车前围上盖板成型的表面平整性，并且提高了整个产品的强度。
3.本发明片材可以直接裁剪使用，强度高且韧性较高，使用本发明方法可进行批量化生产，生产周期短，产能高，产品尺寸及质量稳定性好，表面质量高，不需要进行涂装即可使用。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例1
参照图1所示，一种汽车前围上盖板用复合片材，包括基体树脂1、纤维布层2和加强层3，基体树脂1与纤维布层2合为一体，在纤维布层2的上下两侧设有加强层3，纤维布层2和加强层3上均涂布有基体树脂1；所述纤维布层2包括经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束，经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束相互交叉成网状，经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束均有3000~5000根纤维丝捻合而成；所述加强层3包括经向碳纤维束与纬向玻璃纤维束，经向碳纤维束与纬向玻璃纤维束相互交叉成网状，经向碳纤维束与纬向玻璃纤维束均有3000~12000根纤维丝捻合而成；其中：玻璃纤维丝直径为10~25μm，碳纤维丝平均纤维径为5~8μm，碳纤维单束直径为0.3~0.7mm；加强层的网孔尺寸是纤维布层的网孔尺寸的3~5倍；基体树脂为热塑性树脂；热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯或聚甲醛。
一种使用汽车前围上盖板用复合片材制备汽车前围上盖板的方法，包括以下步骤：
（1）汽车前围上盖板用复合片材的制备：先将基体树脂加热软化，加热温度为150~250℃；接着将纤维布层和加强层浸渍至经过加热后的基体树脂中，浸渍时间10~20min，然后自然晾干，备用；
（2）汽车前围上盖板模具处理：清理汽车前围上盖板模具，然后喷涂脱模剂；
（3）汽车前围上盖板的制备：将步骤（1）加工好的汽车前围上盖板用复合片材置入汽车前围上盖板模具内，模压成型，模具压力1500~1800T/M2，上模温度30~80℃，下模温度30~80℃，保压时间40~90s，脱模。
实施例2
一种使用汽车前围上盖板用复合片材制备汽车前围上盖板的方法，包括以下步骤：
（1）汽车前围上盖板用复合片材的制备：先将基体树脂加热软化，加热温度为180℃；接着将纤维布层和加强层浸渍至经过加热后的基体树脂中，浸渍时间18min，然后自然晾干，备用；
（2）汽车前围上盖板模具处理：清理汽车前围上盖板模具，然后喷涂脱模剂；
（3）汽车前围上盖板的制备：将步骤（1）加工好的汽车前围上盖板用复合片材置入汽车前围上盖板模具内，模压成型，模具压力1600T/M2，上模温度35℃，下模温度30℃，保压时间70s，脱模。
本实施例的结构与实施例1相同。
实施例3
一种使用汽车前围上盖板用复合片材制备汽车前围上盖板的方法，包括以下步骤：
（1）汽车前围上盖板用复合片材的制备：先将基体树脂加热软化，加热温度为200℃；接着将纤维布层和加强层浸渍至经过加热后的基体树脂中，浸渍时间15min，然后自然晾干，备用；
（2）汽车前围上盖板模具处理：清理汽车前围上盖板模具，然后喷涂脱模剂；
（3）汽车前围上盖板的制备：将步骤（1）加工好的汽车前围上盖板用复合片材置入汽车前围上盖板模具内，模压成型，模具压力1700T/M2，上模温度70℃，下模温度50℃，保压时间60s，脱模。
本实施例的结构与实施例1相同。
实施例4
一种使用汽车前围上盖板用复合片材制备汽车前围上盖板的方法，包括以下步骤：
（1）汽车前围上盖板用复合片材的制备：先将基体树脂加热软化，加热温度为220℃；接着将纤维布层和加强层浸渍至经过加热后的基体树脂中，浸渍时间20min，然后自然晾干，备用；
（2）汽车前围上盖板模具处理：清理汽车前围上盖板模具，然后喷涂脱模剂；
（3）汽车前围上盖板的制备：将步骤（1）加工好的汽车前围上盖板用复合片材置入汽车前围上盖板模具内，模压成型，模具压力1500T/M2，上模温度80℃，下模温度60℃，保压时间50s，脱模。
本实施例的结构与实施例1相同。
实施例5
一种使用汽车前围上盖板用复合片材制备汽车前围上盖板的方法，包括以下步骤：
（1）汽车前围上盖板用复合片材的制备：先将基体树脂加热软化，加热温度为160℃；接着将纤维布层和加强层浸渍至经过加热后的基体树脂中，浸渍时间12min，然后自然晾干，备用；
（2）汽车前围上盖板模具处理：清理汽车前围上盖板模具，然后喷涂脱模剂；
（3）汽车前围上盖板的制备：将步骤（1）加工好的汽车前围上盖板用复合片材置入汽车前围上盖板模具内，模压成型，模具压力1800T/M2，上模温度80℃，下模温度40℃，保压时间40s，脱模。
本实施例的结构与实施例1相同。
实施例6
一种使用汽车前围上盖板用复合片材制备汽车前围上盖板的方法，包括以下步骤：
（1）汽车前围上盖板用复合片材的制备：先将基体树脂加热软化，加热温度为250℃；接着将纤维布层和加强层浸渍至经过加热后的基体树脂中，浸渍时间10min，然后自然晾干，备用；
（2）汽车前围上盖板模具处理：清理汽车前围上盖板模具，然后喷涂脱模剂；
（3）汽车前围上盖板的制备：将步骤（1）加工好的汽车前围上盖板用复合片材置入汽车前围上盖板模具内，模压成型，模具压力1500T/M2，上模温度70℃，下模温度50℃，保压时间60s，脱模。
本实施例的结构与实施例1相同。
实施例7
一种使用汽车前围上盖板用复合片材制备汽车前围上盖板的方法，包括以下步骤：
（1）汽车前围上盖板用复合片材的制备：先将基体树脂加热软化，加热温度为150℃；接着将纤维布层和加强层浸渍至经过加热后的基体树脂中，浸渍时间15min，然后自然晾干，备用；
（2）汽车前围上盖板模具处理：清理汽车前围上盖板模具，然后喷涂脱模剂；
（3）汽车前围上盖板的制备：将步骤（1）加工好的汽车前围上盖板用复合片材置入汽车前围上盖板模具内，模压成型，模具压力1500T/M2，上模温度60℃，下模温度40℃，保压时间80s，脱模。
本实施例的结构与实施例1相同。
实施例8
一种使用汽车前围上盖板用复合片材制备汽车前围上盖板的方法，包括以下步骤：
（1）汽车前围上盖板用复合片材的制备：先将基体树脂加热软化，加热温度为200℃；接着将纤维布层和加强层浸渍至经过加热后的基体树脂中，浸渍时间18min，然后自然晾干，备用；
（2）汽车前围上盖板模具处理：清理汽车前围上盖板模具，然后喷涂脱模剂；
（3）汽车前围上盖板的制备：将步骤（1）加工好的汽车前围上盖板用复合片材置入汽车前围上盖板模具内，模压成型，模具压力1600T/M2，上模温度80℃，下模温度50℃，保压时间80s，脱模。
本实施例的结构与实施例1相同。

Claims (8)

1.一种汽车前围上盖板用复合片材，包括基体树脂与纤维布层，其特征在于：基体树脂与纤维布层合为一体，纤维布层上涂布有基体树脂；所述纤维布层包括经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束，经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束相互交叉成网状，经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束均有3000~5000根纤维丝捻合而成。
2.根据权利要求1所述的汽车前围上盖板用复合片材，其特征在于：还包括加强层，加强层设置在纤维布层的上下两侧，加强层上也涂布有基体树脂，所述加强层包括经向碳纤维束与纬向玻璃纤维束，经向碳纤维束与纬向玻璃纤维束相互交叉成网状，经向碳纤维束与纬向玻璃纤维束均有3000~12000根纤维丝捻合而成。
3.根据权利要求1或2所述的汽车前围上盖板用复合片材，其特征在于：所述玻璃纤维丝直径为10~25μm。
4.根据权利要求1或2所述的汽车前围上盖板用复合片材，其特征在于：所述碳纤维丝平均纤维径为5~8μm，碳纤维单束直径为0.3~0.7mm。
5.根据权利要求2所述的汽车前围上盖板用复合片材，其特征在于：所述加强层的网孔尺寸是纤维布层的网孔尺寸的3~5倍。
6.根据权利要求1或2所述的汽车前围上盖板用复合片材，其特征在于：所述基体树脂为热塑性树脂。
7.根据权利要求6所述的汽车前围上盖板用复合片材，其特征在于：所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯或聚甲醛。
8.一种使用权利要求2所述的汽车前围上盖板用复合片材制备汽车前围上盖板的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）汽车前围上盖板用复合片材的制备：先将基体树脂加热软化，加热温度为150~250℃；接着将纤维布层和加强层浸渍至经过加热后的基体树脂中，浸渍时间10~20min，然后自然晾干，备用；
（2）汽车前围上盖板模具处理：清理汽车前围上盖板模具，然后喷涂脱模剂；
（3）汽车前围上盖板的制备：将步骤（1）加工好的汽车前围上盖板用复合片材置入汽车前围上盖板模具内，模压成型，模具压力1500~1800T/M2，上模温度30~80℃，下模温度30~80℃，保压时间40~90s，脱模。
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