CN106280271A - 碳纤维复合材料及其在制备汽车轮罩饰板中的用途 - Google Patents

Abstract

本发明提出了碳纤维复合材料及其在制备汽车轮罩饰板中的用途。采用碳纤维复合材料制备汽车轮罩饰板，部件强度得到提升，重量得到降低、实现轻量化，耐候性和耐石子冲击性得到提高，且得到的轮罩饰板外观新颖，可彰显轮罩饰板的时尚运动感。

Description

碳纤维复合材料及其在制备汽车轮罩饰板中的用途

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体的，涉及碳纤维复合材料及其在制备汽车轮罩饰板中的用途，更具体的，涉及碳纤维复合材料在制备汽车轮罩饰板中的用途、碳纤维复合材料、汽车轮罩饰板及制备汽车轮罩饰板的方法。

背景技术

在轿车高速旋转的车轮上，汽车轮罩饰板在起到一种装饰作用，同时具有一定的功能性。其在发挥美观作用的同时，由于其特殊的工作环境，要求其具有耐制动热及尺寸稳定性好、抗冲击性好、表面喷漆性好、耐候性好等性能，以保证在汽车行驶过程中车轮装饰罩能受热不变形，保持一定刚性、不会从高速旋转的车轮上飞出，可以耐石子冲击和耐候，以及利于后续喷漆处理等。

然而，随着车速和汽车性能、以及人们对汽车外观要求的不断提高，目前的汽车轮罩饰板逐渐不能满足各方面要求。因而，目前的汽车轮罩饰板仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出碳纤维复合材料在制备汽车轮罩饰板中的用途。

在本发明的一个方面，本发明提出了碳纤维复合材料在制备汽车轮罩饰板中的用途。发明人惊喜地发现，采用碳纤维复合材料制备汽车轮罩饰板，部件强度得到提升，重量得到降低、实现轻量化，耐候性和耐石子冲击性得到提高，且得到的轮罩饰板外观新颖，可彰显轮罩饰板的时尚运动感，满足消费者不断提高的审美要求，进而可提高品牌的竞争力，增强顾客的认知感。

根据本发明的实施例，基于所述碳纤维复合材料的总质量，按照质量百分比计，所述碳纤维复合材料包括：碳纤维50％-70％；环氧树脂20-30％；添加剂1-4％。

根据本发明的实施例，所述碳纤维包括T300、T700和T800中的至少一种。

根据本发明的实施例，所述环氧树脂的环氧值为0.7-0.9。

根据本发明的实施例，所述添加剂包括二氧化硅和纳米硅中的至少一种。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种用于汽车轮罩饰板的碳纤维复合材料。根据本发明的实施例，其为前面所述的碳纤维复合材料。本领域技术人员可以理解，根据本发明实施例的该用于汽车轮罩饰板的碳纤维复合材料的组成、配比及各项参数与前文描述的碳纤维复合材料一致，在此不再一一赘述。采用该碳纤维复合材料制备汽车轮罩饰板，轮罩饰板强度得到提升，重量得到降低、实现轻量化，耐候性和耐石子冲击性得到提高，且外观新颖，可彰显轮罩饰板的时尚运动感，满足消费者不断提高的审美要求，进而可提高品牌的竞争力，增强顾客的认知感。

在本发明的再一方面，本发明提供了一种汽车轮罩饰板。根据本发明的实施例，该汽车轮罩饰板包括：基体，所述基体是由前面所述的碳纤维复合材料制备的，以及清漆层，所述清漆层设置在所述基体的外表面。发明人发现，通过采用前面描述的碳纤维复合材料制备该汽车轮罩饰板，强度得到提升，重量得到降低、实现轻量化，耐候性和耐石子冲击性得到提高，且外观新颖，可彰显轮罩饰板的时尚运动感，满足消费者不断提高的审美要求。

根据本发明的实施例，所述碳纤维复合材料中的碳纤维铺设在所述基体的外表面。

根据本发明的实施例，所述碳纤维铺设的厚度为500-600微米。

根据本发明的实施例，所述清漆层由1K清漆或者2K清漆形成，且所述清漆层的厚度为40-50微米。

在本发明的又一方面，本发明还提供了一种制备前面所述的汽车轮罩饰板的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)通过编制将碳纤维铺设在汽车轮罩饰板模具表面；(2)闭合所述汽车轮罩饰板模具，将环氧树脂和添加剂注入模具，并进行固化；(3)开启所述汽车轮罩饰板模具，取出得到的汽车轮罩饰板基体，并在所述基体面形成清漆层。通过该方法，可以快速有效的制备获得前面所述的汽车轮罩饰板，不仅简单、方便，对设备无特殊要求，成本较低，易于实现工业化生产。而且，得到的汽车轮罩饰板，强度得到提升，重量得到降低、实现轻量化，耐候性和耐石子冲击性得到提高，同时外观新颖，可彰显轮罩饰板的时尚运动感，满足消费者不断提高的审美要求。

根据本发明的实施例，在步骤(2)中，所述将环氧树脂和添加剂注入模具是在90-110摄氏度下进行的，所述固化的时间为2-3小时。

根据本发明的实施例，在步骤(3)中，在所述基体表面形成清漆层是在所述基体表面涂覆清漆，并依次进行烘烤和固化进行的，其中，所述烘烤的温度为70-90摄氏度。

附图说明

图1显示了根据本发明实施例的汽车轮罩饰板的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在本发明的一个方面，本发明提出了碳纤维复合材料在制备汽车轮罩饰板中的用途。发明人惊喜地发现，采用碳纤维复合材料制备汽车轮罩饰板，部件强度得到提升，重量得到降低、实现轻量化，单件的重量降低30-40％，耐候性和耐石子冲击性得到提高，且得到的轮罩饰板外观新颖，可彰显轮罩饰板的时尚运动感，满足消费者不断提高的审美要求，进而可提高品牌的竞争力，增强顾客的认知感。

具体的，在采用该碳纤维制备汽车轮罩饰板时，通过编织将碳纤维铺设在外表面，由此，制得的汽车轮罩饰板显示经过编织的碳纤维形成的特殊纹路，后续在外表面涂覆清漆，可以使得汽车轮罩饰板具有时尚动感的外观，满足消费者的审美要求。

为了使得该碳纤维复合材料具有更好的机械和力学性能，以更适于制备汽车轮罩饰板，发明人进一步对碳纤维复合材料的组成和配比进行了研究。在本发明的一些实施例中，基于所述碳纤维复合材料的总质量，按照质量百分比计，所述碳纤维复合材料包括：碳纤维50％-70％；环氧树脂20-30％；添加剂1-4％。含有上述成分和配比的碳纤维复合材料，具有理想的机械和力学性能，用于制备汽车轮罩饰板，在轻量化的同时，强度、耐石子冲击性及耐候性显著提高。

根据本发明的实施例，可以采用的碳纤维的具体种类不受特别限制，只要能够实现相应的性能和外观即可。在本发明的一些实施例中，采用的碳纤维包括T300、T700和T800中的至少一种。由此，采用该碳纤维复合材料制备得到的汽车轮罩饰板具有时尚动感的外观、美观，且具有良好的使用性能。

根据本发明的实施例，能够采用的环氧树脂的具体种类不受特别限制，只要具有良好的使用性能即可。在本发明的一些实施例中，采用的环氧树脂的环氧值为0.7-0.9。由此，采用该碳纤维符合材料制备的汽车轮罩饰板具有良好的外观和使用性能。

根据本发明的实施例，采用的添加剂包括二氧化硅和纳米硅中的至少一种。由此，可以进一步提高碳纤维复合材料的强度、耐候性和耐石子冲击性，进而进一步提高制备获得的汽车轮罩饰板的使用性能。

在本发明的另一方面，本发明提供改了一种用于汽车轮罩饰板的碳纤维复合材料。根据本发明的实施例，其为前面所述的碳纤维复合材料。本领域技术人员可以理解，根据本发明实施例的该用于汽车轮罩饰板的碳纤维复合材料的组成、配比及各项参数与前文描述的碳纤维复合材料一致，前面碳纤维复合材料在制备汽车轮罩饰板中的用途部分描述的碳纤维复合材料的所有特征和优点均适用于该用于汽车轮罩饰板的碳纤维复合材料，在此不再一一赘述。采用该碳纤维复合材料制备汽车轮罩饰板，轮罩饰板强度得到提升，重量得到降低、实现轻量化，耐候性和耐石子冲击性得到提高，且外观新颖，可彰显轮罩饰板的时尚运动感，满足消费者不断提高的审美要求，进而可提高品牌的竞争力，增强顾客的认知感。

在本发明的再一方面，本发明提供了一种汽车轮罩饰板。根据本发明的实施例，该汽车轮罩饰板包括：基体，该基体是由前面所述的碳纤维复合材料制备的，以及设置在基体外表面的清漆层。发明人发现，通过采用前面描述的碳纤维复合材料制备该汽车轮罩饰板，强度得到提升，重量得到降低、实现轻量化，耐候性和耐石子冲击性得到提高，且外观新颖，可彰显轮罩饰板的时尚运动感，满足消费者不断提高的审美要求。且本领域技术人员可以理解，前面描述的碳纤维复合材料的所有特征和优点均适用于该汽车轮罩饰板，在此不再一一赘述。

图1示出了根据本发明一个实施例的汽车轮罩饰板的结构示意图。当然，本领域技术人员可以理解，汽车轮罩饰板的形状、结构并不受特别限制，可以根据实际需要灵活选择，图1仅为示例性说明本发明的汽车轮罩饰板的结构，并不能理解为对本发明的限制。在另一些实施例中，本发明的汽车轮罩饰板可以具有其他的形状和结构等。

根据本发明的实施例，碳纤维复合材料中的碳纤维铺设在所述基体的外表面。具体而言，通过编织将碳纤维铺设在基体的外表面，可以使得轮罩饰板显示特殊的纹路外观，时尚动感且美观大方。后续继续在基体外表面形成清漆层，不仅不会遮挡由碳纤维形成的特殊外观，且会使得轮罩饰板外表面更加光滑、平整且饱满，进一步提高外观的美观性，同时具有一定的保护作用。

根据本发明的实施例，碳纤维铺设的厚度不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要灵活调整。在本发明的一些实施例中，碳纤维铺设的厚度可以为500-600微米。在该厚度范围内，既能够保证汽车轮罩饰板具有美观的外光，又具有理想的使用性能，如耐候性、耐石子冲击性和强度等。

根据本发明的实施例，可以采用的清漆的具体种类不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要选择。在本发明的一些实施例，清漆层可以由1K清漆或者2K清漆形成。由此，外观和性能理想。根据本发明的实施例，清漆层的厚度也不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，清漆层的厚度可以为40-50微米。在该厚度范围内具有理想的外观和使用性能。

根据本发明实施例的该新型的轮罩饰板由于利用碳纤维覆盖及清漆工艺替代了原有的在产品的表面直接喷漆的工艺，使得到的新型轮罩饰板不但在耐候性及耐石子冲击性等性能方面得到提高，还使得轮罩饰板更显时尚、运动，提高产品的颜值，增强消费者的认知感，从而提高品牌的竞争力。

在本发明的又一方面，本发明还提供了一种制备前面所述的汽车轮罩饰板的方法。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：

(1)通过编制将碳纤维铺设在汽车轮罩饰板模具表面。

具体地，可以使用T300(或者T700/T800)的碳纤维在轮罩饰板的模具上铺布碳纤维覆盖层，通过编织碳纤维均匀的排布在模具的表面，厚度控制在500-600微米。

(2)闭合所述汽车轮罩饰板模具，将环氧树脂和添加剂注入模具，并进行固化。

根据本发明的实施例，在该步骤中，所述将环氧树脂和添加剂注入模具是在90-110摄氏度下进行的，所述固化的时间为2-3小时。具体地，可以闭合轮罩饰板的模具，利用RTM环氧树脂和二氧化硅(或者纳米硅)添加剂注入模具，温度控制在90–110℃，固化时间为2–3h。

(3)开启所述汽车轮罩饰板模具，取出得到的汽车轮罩饰板基体，并在所述基体面形成清漆层。

根据本发明的实施例，在该步骤中，在所述基体表面形成清漆层是在所述基体表面涂覆清漆，并依次进行烘烤和固化进行的，其中，所述烘烤的温度为70-90摄氏度。

具体地，可以开启模具，取出成型的碳纤维轮罩饰板后，在其表面喷一层40—50微米厚的1K(或者2K)清漆，再经烘箱70—90℃的高温烘烤30min固化后，可制得新型的碳纤维轮罩饰板。

需要说明的是，该方法中采用的碳纤维、环氧树脂、添加剂、清漆的具体种类、用量等与前文的描述一致，在此不再一一赘述。

通过该方法，可以快速有效的制备获得前面所述的汽车轮罩饰板，不知哦简单、方便，对设备无特殊要求，成本较低，易于实现工业化生产。而且，得到的汽车轮罩饰板，强度得到提升，重量得到降低、实现轻量化，耐候性和耐石子冲击性得到提高，同时外观新颖，可彰显轮罩饰板的时尚运动感，满足消费者不断提高的审美要求。

下面详细描述本发明的实施例。

实施例1：

1、使用T300的碳纤维在轮罩饰板的模具上铺布碳纤维覆盖层，通过编织碳纤维均匀的排布在模具的表面，厚度控制在500μm；

2、闭合轮罩饰板的模具，利用RTM环氧树脂和二氧化硅添加剂注入模具，温度控制在90，固化时间为3h；

3、开启模具，取出成型的碳纤维轮罩饰板，在其表面喷一层50μm厚的1K清漆，再经烘箱90℃的高温烘烤30min固化后，可制得新型的碳纤维轮罩饰板。

实施例2：

1、使用T700的碳纤维在轮罩饰板的模具上铺布碳纤维覆盖层，通过编织碳纤维均匀的排布在模具的表面，厚度控制在600μm；

2、闭合轮罩饰板的模具，利用RTM环氧树脂和二氧化硅添加剂注入模具，温度控制在110，固化时间为2h；

3、开启模具，取出成型的碳纤维轮罩饰板，在其表面喷一层45μm厚的2K清漆，再经烘箱100℃的高温烘烤30min固化后，可制得新型的碳纤维轮罩饰板。

实施例3：

1、使用T800的碳纤维在轮罩饰板的模具上铺布碳纤维覆盖层，通过编织碳纤维均匀的排布在模具的表面，厚度控制在550μm；

2、闭合轮罩饰板的模具，利用RTM环氧树脂和纳米硅添加剂注入模具，温度控制在100，固化时间为2.5h；

3、开启模具，取出成型的碳纤维轮罩饰板，在其表面喷一层40μm厚的2K清漆，再经烘箱110℃的高温烘烤30min固化后，可制得新型的碳纤维轮罩饰板。

对比例1：

1、使用PP塑料经210℃的注塑温度下注塑成型得到普通的轮罩饰板基体；

2、在普通的轮罩饰板基体表面使用色漆喷涂50μm厚的色漆，经烘箱100℃的高温烘烤50min后，制得普通的轮罩饰板。

实施例4：轮罩饰板的性能检测：

对以上实施例1-3及对比例1中的轮罩饰板进行检测，拉伸强度按照ISO527-2进行试验；重量通过电子天平进行检测；耐候性按照BAS-723进行试验；冲击强度按照ISO 179/1eA进行试验；具体结果见下表：

上述实施例及性能检测结果证明，碳纤维复合材料比常规的聚丙烯材料，在拉伸强度、重量、耐候性、抗冲击性等方面都有所提升。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.碳纤维复合材料在制备汽车轮罩饰板中的用途。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，基于所述碳纤维复合材料的总质量，按照质量百分比计，所述碳纤维复合材料包括：

碳纤维50％-70％；

环氧树脂20-30％；

添加剂1-4％。

3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述碳纤维包括T300、T700和T800中的至少一种，

任选地，所述环氧树脂的环氧值为0.7-0.9，

任选地，所述添加剂包括二氧化硅和纳米硅中的至少一种。

4.一种用于汽车轮罩饰板的碳纤维复合材料，其特征在于，其为权利要求2或3所述的碳纤维复合材料。

5.一种汽车轮罩饰板，其特征在于，包括：

基体，所述基体是由权利要求4所述的碳纤维复合材料制备的，以及

清漆层，所述清漆层设置在所述基体的外表面。

6.根据权利要求5所述的汽车轮罩饰板，其特征在于，所述碳纤维复合材料中的碳纤维铺设在所述基体的外表面。

7.根据权利要求6所述的汽车轮罩饰板，其特征在于，所述碳纤维铺设的厚度为500-600微米。

8.根据权利要求6所述的汽车轮罩饰板，其特征在于，所述清漆层由1K清漆或者2K清漆形成，且所述清漆层的厚度为40-50微米。

9.一种制备权利要求5-8中任一项所述的汽车轮罩饰板的方法，其特征在于，包括：

(1)通过编制将碳纤维铺设在汽车轮罩饰板模具表面；

(2)闭合所述汽车轮罩饰板模具，将环氧树脂和添加剂注入模具，并进行固化；

(3)开启所述汽车轮罩饰板模具，取出得到的汽车轮罩饰板基体，并在所述基体面形成清漆层。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述将环氧树脂和添加剂注入模具是在90-110摄氏度下进行的，所述固化的时间为2-3小时，

任选地，在步骤(3)中，在所述基体表面形成清漆层是在所述基体表面涂覆清漆，并依次进行烘烤和固化进行的，其中，所述烘烤的温度为70-90摄氏度。