CN110628066A - 一种碳纤维预浸料制品及其涂装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳纤维预浸料制品的涂装方法,包括:(1)选取碳纤维预浸料制品,并进行除尘清洁处理;(2)对碳纤维预浸料制品进行封闭处理;(3)对封闭处理后的碳纤维预浸料制品表面进行预热处理;(4)对预热处理后的碳纤维预浸料制品表面进行一次或多次粉末涂装,形成粉末涂层;(5)对碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行固化处理;(6)对固化处理后的碳纤维预浸料制品进行装饰处理;(7)对经过装饰处理的碳纤维预浸料制品进行质检包装,得到成品。相应的,本发明还提供一种由上述方法制得的碳纤维预浸料制品。采用本发明,方法简单,过程可控,无溶剂参与反应,不释放VOCs,不产生废弃物。
Description
技术领域
本发明涉及纤维制品技术领域,特别涉及一种碳纤维预浸料制品及其涂装方法。
背景技术
碳纤维是指含炭量在90%以上的高强度高模量纤维。耐高温居所有化纤之首。碳纤维用腈纶和粘胶纤维做原料,经高温氧化碳化而成,是制造航天航空等高技术器材的优良材料。
碳纤维预浸料制品一般采用液体环氧树脂进行预浸复合,其固化温度在80-100度,在厚度方向比较脆。另外碳纤维表面比较惰性,不容易润湿,因此碳纤维预浸环氧复合材料有很多气孔,因此碳纤维预浸环氧复合材料涂装采用:(1)溶剂型封闭底漆,(2)打磨后刮溶剂型腻子,(3)打磨后喷溶剂型底漆,(4)打磨后喷溶剂型色漆,(5)打磨后喷溶剂型透明清漆。
但是,溶剂型涂料涂装周期长,涂装浪费严重,VOCs排放严重,对大气污染严重,消防安全隐患大,工人工作环境恶劣,溶剂型涂料属于国家环保局限制使用产品。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题在于,提供一种碳纤维预浸料制品的涂装方法,方法简单,过程可控,无溶剂参与反应,不释放VOCs,不产生废弃物。
本发明所要解决的第二个技术问题在于,提供一种碳纤维预浸料制品的涂装方法,可以形成纯色、或各种2D、3D图案,光泽度能自由调节,装饰效果多样。
本发明所要解决的第三个技术问题在于,提供一种碳纤维预浸料制品,保存容易,性能优异且稳定,不含VOCs,且装饰效果多样化。
本发明所要解决的第四个技术问题在于,提供一种碳纤维预浸料制品,解决其脆性问题,提高其韧性和抗冲击性能。
为达到上述技术效果,本发明提供了一种碳纤维预浸料制品的涂装方法,包括:
(1)选取碳纤维预浸料制品,并进行除尘清洁处理,所述碳纤维预浸料制品为经过固化的碳纤维预浸料;
(2)对除尘清洁处理后的所述碳纤维预浸料制品进行封闭处理;
(3)对封闭处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行预热处理;
(4)对预热处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行一次或多次粉末涂装,形成粉末涂层;
(5)对所述碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行固化处理;
(6)对固化处理后的所述碳纤维预浸料制品进行装饰处理;
(7)对经过装饰处理的所述碳纤维预浸料制品进行质检包装,得到成品。
作为上述方案的改进,步骤(2)中,所述封闭处理为贴纸处理或打磨处理。
作为上述方案的改进,步骤(3)中,所述预热处理的温度为60-90℃。
作为上述方案的改进,所述碳纤维预浸料制品的粉末涂装采用超低温粉末涂料,其玻璃化温度为40-55℃,在110℃胶化时间为50-150s,固化温度为90-130℃,固化时间为2-10min。
作为上述方案的改进,所述超低温粉末涂料的喷涂粒径5-25μm。
作为上述方案的改进,所述超低温粉末涂料由下述方法制得:
(A)将聚酯树脂与辅料混合挤出成片,得到聚酯片状物;
(B)将环氧树脂与辅料混合挤出成片,得到环氧树脂片状物;
(C)将步骤(A)的聚酯片状物与步骤(B)的环氧树脂片状物按比例混合,并粉碎到25-60μm,得到第一粉料;
(D)将步骤(C)的第一粉料粉碎到3-35μm,分级后得到5-25μm的第二粉料;
(E)将助剂粉碎到1-9μm,得到第三粉料;
(F)将步骤(D)的第二粉料与步骤(E)的第三粉料按比例混合。
作为上述方案的改进,所述步骤(A)的聚酯片状物与步骤(B)的环氧树脂片状物按(1-3):(1-3)混合;
所述步骤(D)的第二粉料与步骤(E)的第三粉料按(70-100):(1-15)混合。
作为上述方案的改进,所述助剂包括催化剂、防粘剂和消泡剂中的一种或多种;
其中,所述消泡剂选用熔点低于80℃的含氟表面活性剂或聚乙烯蜡;
所述防粘剂为纳米无机填料、纳米气相二氧化硅以及纳米气相氧化铝中的一种或组合,所述纳米无机填料选用纳米氮化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化锆、纳米氢氧化铝中的一种或组合。
作为上述方案的改进,步骤(C)中,所述聚酯片状物与环氧树脂片状物采用磨盘气流粉碎机粉碎到25-60μm;
步骤(D)中,所述第一粉料采用超音速流化床气流粉碎到3-35μm;
步骤(E)中,所述助剂采用超音速流化床气流粉碎到1-9μm。
作为上述方案的改进,步骤(5)中,所述固化处理为红外固化或热风固化。
作为上述方案的改进,步骤(6)中,所述装饰处理包括:
对平面碳纤维预浸料制品表面粉末涂层进行喷墨打印装饰;
对碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行打磨。
或者,步骤(6)中,所述装饰处理包括:
对非平面的碳纤维预浸料制品表面进行水性涂料涂装;
对碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行抛光处理。
相应的,本发明还公开了一种由上述的涂装方法制成的碳纤维预浸料制品。
实施本发明具有如下有益效果:
(1)本发明利用粉末涂料在碳纤维预浸料制品的表面进行各种装饰效果,可以形成纯色、或各种2D、3D图案,光泽度能自由调节,装饰效果多样。
(2)本发明涂装方法简单,生产设备包括板材贴纸、静电喷涂房、粉末涂料红外辐射固化炉、水性涂料涂装固化设备等,过程可控,涂装生产全过程无溶剂参与反应,不释放VOCs,不产生废弃物,制得的碳纤维复合材料表面的粉末涂层具有零VOCs、硬度好、附着力强、耐擦拭性能好等优点。
(3)本发明的粉末涂装采用特定的超低温粉末涂料,在粉体涂料回收利用过程中不会产生粘附及结团问题,而且,储存稳定性好,在恒温条件下储存期达到60天,且光泽没有变化。
(4)本发明采用特定的超低温粉末涂料在碳纤维预浸料制品的表面进行涂装,解决其脆性问题,提高其韧性和抗冲击性能。
(5)本发明对于平面碳纤维预浸料制品,采用进行喷墨打印装饰,而对于异性或有造型的非平面的碳纤维预浸料制品,则采用水性涂料涂装,可以提高装饰效果的精细度,提高装饰品质的稳定性,提高生产效率。
附图说明
图1是本发明碳纤维预浸料制品的涂装方法的流程图。
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作进一步地详细描述。
由于碳纤维复合材料多用于飞机、汽车、体育用品、电脑及手机等高端产品领域,装饰性要求非常高。
为此,本发明提供了一种碳纤维预浸料制品的涂装方法,如图1所示,包括:
S101、选取碳纤维预浸料制品,并进行除尘清洁处理;
本发明选用的碳纤维预浸料制品为经过固化的碳纤维预浸料,其一般是在高压高温条件下,采用液体环氧树脂进行预浸复合,使得环氧树脂复合在碳纤维上,并在固化温度80-100度条件下经过固化处理。其在厚度方向比较脆。另外,碳纤维表面比较惰性,不容易润湿,因此碳纤维预浸环氧复合材料有很多气孔,其表面装饰效果较差。
本发明选取碳纤维预浸料制品,先对其进行除尘清洁处理,所述除尘清洁处理可以是采用真空吸尘清洁,但不限于此。
S102、对除尘清洁处理后的所述碳纤维预浸料制品进行封闭处理。
由于碳纤维都是黑色的织物,为了提高装饰效果和保持表面光滑,需要对碳纤维预浸料制品进行封闭处理。优选的,所述封闭处理为贴纸处理或打磨处理,以将印刷有装饰图案或色彩的纸张贴在碳纤维表面。
S103、对封闭处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行预热处理;
所述预热处理一般采用红外方式进行加热,预热温度优选为60-90℃,进一步优选为70-80℃。碳纤维预浸料制品表面经过预热处理,可以在粉末涂装之前,去除表面多孔的碳纤维预浸料制品里面的空气,防止涂装粉末涂层的表面缺陷。
S104、对预热处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行一次或多次粉末涂装,形成粉末涂层。
本发明采用固体的粉末涂料,100%固含,涂装效率高,涂膜一次厚度达到70-100微米,相当于液体涂料喷涂3-4次,接近零VOCs排放,过喷粉末涂料可以循环使用,接近100%的利用率,涂膜综合性能优于液体涂料,原材料聚酯及环氧等树脂无毒易得,价格较液体涂料常用的聚氨酯、丙烯酸树脂便宜,在附着力、防水、耐候方面明显优于液体涂料。
本发明固体的粉末涂料可以选用低温粉末涂料或者超低温粉末涂料,其固化温度需小于120℃,所述粉末涂料能均匀地涂敷在碳纤维预浸料制品的表面。粉末涂料涂覆在所述碳纤维预浸料制品的表面的厚度为5-30μm,优选为5-20μm,进一步优选为5-10μm。
优选的,本发明粉末涂料采用超低温粉末涂料,所述超低温粉末涂料的喷涂粒径5-25μm,D90小于25μm,玻璃化温度为40-55℃,在110℃胶化时间为50-150s,固化温度为90-130℃,固化时间为2-10min。更佳的,所述超低温粉末涂料的固化温度为90-110℃,固化时间为3-4min。
本发明利用超低温粉末涂料在碳纤维预浸料制品的表面进行各种装饰效果,所述超低温粉末涂料的喷涂粒径5-25μm,D90小于25μm,具有高流平的效果,可以使粉末涂料能够均匀的涂敷在碳纤维预浸料制品的表面。若粉末涂料的粒径小于5μm,在粉末制作的过程中生产效率低,在喷涂的时候容易出现结团的现象。若粉末涂料的粒径大于25μm,则涂膜表面流平性变差,不容易在碳纤维预浸料制品的表面形成均匀厚度的涂膜。
玻璃化温度为40-55℃,在110℃胶化时间为50-150s,具有反应速度快的优点。而固化温度为90-130℃,固化时间为2-10min,在不影响碳纤维预浸料制品的本身性能的前提下,使得粉末涂料喷涂于碳纤维预浸料制品上面能保持熔融状态,而不产生完全固化,这样在后续步骤再经过固化形成粉末涂层,增强了粉末涂层与碳纤维预浸料制品的附着力,并解决碳纤维预浸料制品的脆性问题,提高其韧性和抗冲击性能。由于玻璃化温度比较低,如果粉末涂料的固化温度太高的话,会使碳纤维制品发生变形或者开裂。
需要说明的是,本发明可以选用任一种超低温粉末涂料,只要其满足玻璃化温度为40-55℃,固化温度为90-130℃的要求即可。下面介绍超低温粉末涂料的优选实施案例:
作为本发明一优选的实施例,所述超低温粉末涂料的原料包括:聚酯树脂、环氧树脂和助剂,所述助剂包括催化剂、防粘剂和消泡剂中的一种或多种。
其中,所述超低温粉末涂料的主料为含有羧基的主体聚酯树脂,玻璃化温度在40-60℃,酸值在10-75,固化温度在110-120℃。再采用低温固化(80-90℃)液体或低粘度固体环氧树脂,并利用高效催化剂,对环氧树脂进行低温开环反应,加入新型的消泡剂进行脱气消泡,加入新型的防粘剂,更好地解决粘附及结团问题。
所述催化剂具体可以选用2-甲基咪唑,2-苯基咪唑啉,叔胺及其盐,三苯基膦及其膦盐,芳基异氰酸脂的加成物,但不限于此。
所述消泡剂优选为熔点低于80℃的含氟表面活性剂或聚乙烯蜡。传统的粉末涂料配方采用安息香进行脱气消泡,安息香升华温度在120度以上,本发明超低温粉末涂料配方无法采用安息香脱气,而碳纤维预浸料制品表面多孔,含有大量空气,因此,本发明选用熔点低于80℃的含氟表面活性剂或聚乙烯蜡,并采用干混的方式加入。
所述防粘剂为纳米无机填料、纳米气相二氧化硅以及纳米气相氧化铝中的一种或组合,所述纳米无机填料选用纳米氮化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化锆、纳米氢氧化铝中的一种或组合。由于粉末涂料的玻璃化温度(40-55℃)与秋夏天涂装应用环境温度(30-45℃)非常接近,因此过喷的粉末涂料很容易结团或粘附在回收设备的表面,堵塞回收设备里的过滤装置,这是超低温粉末涂料在工业化应用中的难题之一。因此,本发明在三组分超细粉固体混合(聚酯树脂、环氧树脂、催化剂)基础上,添加了纳米无机物作为防粘剂,更好地解决粉体涂料在回收系统的粘附及结团的问题。优选的,所述防粘剂为纳米无机填料、纳米气相二氧化硅以及纳米气相氧化铝中的一种或组合,所述纳米无机填料选用纳米氮化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化锆、纳米氢氧化铝中的一种或组合,其中,纳米无机填料占20-90%,纳米气相二氧化硅和/或纳米气相氧化铝占10-80%。更佳的,所述防粘剂为纳米氢氧化铝与纳米气相二氧化硅/纳米气相氧化铝的组合,其中,纳米氢氧化铝占20-90%,纳米气相二氧化硅/纳米气相氧化铝占10-80%。
进一步,由于超低温粉末涂料的固化温度与传统粉末涂料的生产加工温度重叠,因此较难采用传统粉末涂料全部混合挤出生产工艺来制备。而且,超低温粉末涂料反应速度非常快,在20℃恒温下储存一天后涂层的光泽度及胶化时间就发生明显变化,三天后涂膜出现胶化颗粒,基本不能使用;在0℃恒温保存只能一个星期。为此,本发明超低温粉末涂料采用下述方法制得:
(A)将聚酯树脂与辅料混合挤出成片,得到聚酯片状物;
(B)将环氧树脂与辅料混合挤出成片,得到环氧树脂片状物;
(C)将步骤(A)的聚酯片状物与步骤(B)的环氧树脂片状物按比例混合,并粉碎到25-60μm,得到第一粉料;
(D)将步骤(C)的第一粉料粉碎到3-35μm,分级后得到5-25μm,D90小于25μm的第二粉料;
(E)将助剂粉碎到1-9μm,D90小于9μm,得到第三粉料;
(F)将步骤(D)的第二粉料与步骤(E)的第三粉料按比例混合。
其中,所述步骤(A)的聚酯片状物与步骤(B)的环氧树脂片状物按(1-3):(1-3)混合;所述步骤(D)的第二粉料与步骤(E)的第三粉料按(70-100):(1-15)混合。优选的,所述步骤(A)的聚酯片状物与步骤(B)的环氧树脂片状物按(1-2):(1-2)混合;所述步骤(D)的第二粉料与步骤(E)的第三粉料按100:(2-8)混合。
需要说明的是,所述辅料参照现有技术选用即可,只需要将聚酯树脂、环氧树脂挤出形成片状物即可。
采用上述涂装方法,将催化剂与防粘结的助剂混合在超音速流化床气流粉碎机粉碎到1-10微米,D90小于9微米;再将其与主体涂料成分按比例物理混合,包覆在外的结晶型不饱和聚酯在没有达到融化状态下隔绝了催化剂与主体环氧树脂的接触,在24度恒温条件下储存期达到60天光泽没有变化,胶化时间只减少10%,解决了工业化应用储存的问题。
由于超低温粉末涂料喷涂的粒径D90在5-25微米,传统生产粉末涂料的机械磨盘气流粉碎工艺无法满足粒径的要求,本发明需要采用磨盘气流粉碎结合超音速流化床气流粉碎两级粉碎。具体的,步骤(C)中,所述聚酯片状物与环氧树脂片状物采用磨盘气流粉碎机粉碎到25-60μm;步骤(D)中,所述第一粉料采用超音速流化床气流粉碎到3-35μm;步骤(E)中,所述助剂采用超音速流化床气流粉碎到1-9μm。
综上,本发明采用超低温粉末涂料,可以形成纯色、或各种2D、3D图案,光泽度能自由调节,装饰效果多样,而且,在粉体涂料回收利用过程中不会产生粘附及结团问题,储存稳定性好,在恒温条件下储存期达到60天,且光泽没有变化。而且,还能解决其脆性问题,提高其韧性和抗冲击性能。
S105、对所述碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行固化处理。
所述固化处理优选为红外固化或热风固化,但不限于此。固化条件根据不同的粉末涂料而有所不同。
S106、对固化处理后的所述碳纤维预浸料制品进行装饰处理。
对于平面碳纤维预浸料制品,所述装饰处理包括:
对平面碳纤维预浸料制品表面粉末涂层进行喷墨打印装饰;
对碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行打磨。
所述超低温粉末涂层平整度不够好,涂装固化后要进行打磨,以达到镜面平整效果。而且,为了保证碳纤维预浸料制品表面光滑平整,需要对碳纤维预浸料制品表面进行2-6次粉末重复涂装。
对于非平面的碳纤维预浸料制品,即异形或有造型的纤维预浸料,所述装饰处理包括:
对非平面的碳纤维预浸料制品表面进行水性涂料涂装;
对碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行抛光处理。
传统工艺对于有造型的表面需要采用手工处理,生产效率低且品质不稳定,本发明采用流平性非常好、硬度高的双组分聚氨酯水性涂料或水性聚氨酯辐射固化涂料进行面漆罩光涂装,不需要手工处理,提高生产效率,并可以提高装饰效果的精细度,提高装饰品质的稳定性。水性液体涂装受涂装环境的影响,涂装后漆膜表面都存在微小的尘粒,需要打蜡抛光将尘粒去除。
S107、对经过装饰处理的所述碳纤维预浸料制品进行质检包装,得到成品。
相应的,本发明还公开了一种由上述的涂装方法制成的碳纤维预浸料制品。制得的碳纤维预浸料制品表面涂层具有零甲醛、零VOC、各种2D或3D的图案或纯色、光泽度可自由调节,铅笔硬度超过1H-2H,摆格法附着力1级以上,通过耐丙酮超过50次擦拭的性能。本发明相应的生产设备包括板材贴纸机、静电喷涂房、粉末涂料红外辐射固化炉、水性涂料涂装固化设备等,设备简单,投入较少,降低生产成本。
下面以具体实施例进一步阐述本发明
实施例1
(1)选取碳纤维预浸料制品,并进行除尘清洁处理,所述碳纤维预浸料制品为经过固化的碳纤维预浸料。
(2)对除尘清洁处理后的所述碳纤维预浸料制品进行打磨处理。
(3)对打磨处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行预热处理,预热温度为70℃,预热时间为5min。
(4)对预热处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行一次或多次粉末涂装,每次涂装厚度为5μm,形成粉末涂层,其中,该粉末涂装采用市售的超低温粉末涂料,所述超低温粉末涂料的喷涂粒径5-25μm,D90小于25μm,玻璃化温度为40℃,在110℃胶化时间为50s,固化温度为90℃,固化时间为3min。
(5)对所述碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行红外固化。
(6)对固化处理后的所述碳纤维预浸料制品进行装饰处理。
(7)对经过装饰处理的所述碳纤维预浸料制品进行质检包装,得到成品。
实施例2
(1)选取碳纤维预浸料制品,并进行除尘清洁处理,所述碳纤维预浸料制品为经过固化的碳纤维预浸料。
(2)对除尘清洁处理后的所述碳纤维预浸料制品进行贴纸处理。
(3)对贴纸处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行预热处理,预热温度为80℃,预热时间为10min。
(4)对预热处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行一次或多次粉末涂装,每次涂装厚度为8μm,形成粉末涂层,其中,该粉末涂装采用市售的超低温粉末涂料,所述超低温粉末涂料的喷涂粒径5-25μm,D90小于25μm,玻璃化温度为50℃,在110℃胶化时间为60s,固化温度为100℃,固化时间为4min。
(5)对所述碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行红外固化。
(6)对固化处理后的所述碳纤维预浸料制品进行装饰处理。
(7)对经过装饰处理的所述碳纤维预浸料制品进行质检包装,得到成品。
实施例3
(1)选取碳纤维预浸料制品,并进行除尘清洁处理,所述碳纤维预浸料制品为经过固化的碳纤维预浸料。
(2)对除尘清洁处理后的所述碳纤维预浸料制品进行打磨处理。
(3)对打磨处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行预热处理,预热温度为75℃,预热时间为8min。
(4)对预热处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行一次或多次粉末涂装,每次涂装厚度为10μm,形成粉末涂层,其中,该粉末涂装采用市售的超低温粉末涂料,所述超低温粉末涂料的喷涂粒径5-25μm,D90小于25μm,玻璃化温度为55℃,在110℃胶化时间为80s,固化温度为110℃,固化时间为5min。
(5)对所述碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行红外固化。
(6)对固化处理后的所述碳纤维预浸料制品进行装饰处理。
(7)对经过装饰处理的所述碳纤维预浸料制品进行质检包装,得到成品。
实施例4
(1)选取碳纤维预浸料制品,并进行除尘清洁处理,所述碳纤维预浸料制品为经过固化的碳纤维预浸料。
(2)对除尘清洁处理后的所述碳纤维预浸料制品进行贴纸处理。
(3)对贴纸处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行预热处理,预热温度为85℃,预热时间为10min。
(4)对预热处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行一次或多次粉末涂装,每次涂装厚度为15μm,形成粉末涂层,其中,该粉末涂装采用自制的超低温粉末涂料,该制备方法如下:
(A)将35份聚酯树脂与辅料混合挤出成片,得到聚酯片状物;
(B)将35份环氧树脂与辅料混合挤出成片,得到环氧树脂片状物;
(C)将步骤(A)的聚酯片状物与步骤(B)的环氧树脂片状物按1:1比例混合,采用磨盘气流粉碎机粉碎到25-60μm,得到第一粉料;
(D)将步骤(C)的第一粉料采用超音速流化床气流到3-35μm,分级后得到5-25μm,D90小于25μm的第二粉料;
(E)将5份助剂采用超音速流化床气流粉碎到1-9μm,D90小于9μm,得到第三粉料,其中,所述助剂包括1份催化剂、2份防粘剂和2份消泡剂,所述催化剂为2-甲基咪唑,消泡剂为聚乙烯蜡,防粘剂为纳米氢氧化铝和纳米气相二氧化硅的组合物,纳米氢氧化铝:纳米气相二氧化硅=1:4;
(F)将步骤(D)的第二粉料与步骤(E)的第三粉料按70:5比例混合。
(5)对所述碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行热风固化。
(6)对固化处理后的所述碳纤维预浸料制品进行装饰处理。
(7)对经过装饰处理的所述碳纤维预浸料制品进行质检包装,得到成品。
实施例5
(1)选取碳纤维预浸料制品,并进行除尘清洁处理,所述碳纤维预浸料制品为经过固化的碳纤维预浸料。
(2)对除尘清洁处理后的所述碳纤维预浸料制品进行打磨处理。
(3)对打磨处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行预热处理,预热温度为85℃,预热时间为4min。
(4)对预热处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行一次或多次粉末涂装,每次涂装厚度为20μm,形成粉末涂层,其中,该粉末涂装采用自制的超低温粉末涂料,该制备方法如下:
(A)将40份聚酯树脂与辅料混合挤出成片,得到聚酯片状物;
(B)将60份环氧树脂与辅料混合挤出成片,得到环氧树脂片状物;
(C)将步骤(A)的聚酯片状物与步骤(B)的环氧树脂片状物按2:3比例混合,采用磨盘气流粉碎机粉碎到25-60μm,得到第一粉料;
(D)将步骤(C)的第一粉料采用超音速流化床气流到3-35μm,分级后得到5-25μm,D90小于25μm的第二粉料;
(E)将6份助剂采用超音速流化床气流粉碎到1-9μm,D90小于9μm,得到第三粉料,其中,所述助剂包括2份催化剂、2份防粘剂和2份消泡剂,所述催化剂为2-苯基咪唑啉,消泡剂为含氟表面活性剂,防粘剂为纳米氢氧化铝以及纳米气相氧化铝的组合物,纳米氢氧化铝:纳米气相氧化铝=1:1;
(F)将步骤(D)的第二粉料与步骤(E)的第三粉料按100:6比例混合。
(5)对所述碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行红外固化。
(6)对固化处理后的所述碳纤维预浸料制品进行装饰处理。
(7)对经过装饰处理的所述碳纤维预浸料制品进行质检包装,得到成品。
实施例6
(1)选取碳纤维预浸料制品,并进行除尘清洁处理,所述碳纤维预浸料制品为经过固化的碳纤维预浸料。
(2)对除尘清洁处理后的所述碳纤维预浸料制品进行打磨处理。
(3)对打磨处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行预热处理,预热温度为90℃,预热时间为6min。
(4)对预热处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行一次或多次粉末涂装,每次涂装厚度为10μm,形成粉末涂层,其中,该粉末涂装采用自制的超低温粉末涂料,该制备方法如下:
(A)将50份聚酯树脂与辅料混合挤出成片,得到聚酯片状物;
(B)将50份环氧树脂与辅料混合挤出成片,得到环氧树脂片状物;
(C)将步骤(A)的聚酯片状物与步骤(B)的环氧树脂片状物按1:1比例混合,采用磨盘气流粉碎机粉碎到25-60μm,得到第一粉料;
(D)将步骤(C)的第一粉料采用超音速流化床气流到3-35μm,分级后得到5-25μm,D90小于25μm的第二粉料;
(E)将8份助剂采用超音速流化床气流粉碎到1-9μm,D90小于9μm,得到第三粉料,其中,所述助剂包括3份催化剂、3份防粘剂和2份消泡剂,所述催化剂为三苯基膦及其膦盐,消泡剂为聚乙烯蜡,防粘剂为纳米氢氧化铝以及纳米气相二氧化硅的组合物,纳米氢氧化铝:纳米气相二氧化硅=9:1;
(F)将步骤(D)的第二粉料与步骤(E)的第三粉料按100:8比例混合。
(5)对所述碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行热风固化。
(6)对固化处理后的所述碳纤维预浸料制品进行装饰处理。
(7)对经过装饰处理的所述碳纤维预浸料制品进行质检包装,得到成品。
将实施例1-6所得碳纤维预浸料制品做技术检测,结果如下:
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种碳纤维预浸料制品的涂装方法,其特征在于,包括:
(1)选取碳纤维预浸料制品,并进行除尘清洁处理,所述碳纤维预浸料制品为经过固化的碳纤维预浸料;
(2)对除尘清洁处理后的所述碳纤维预浸料制品进行封闭处理;
(3)对封闭处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行预热处理;
(4)对预热处理后的所述碳纤维预浸料制品表面进行一次或多次粉末涂装,形成粉末涂层;
(5)对所述碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行固化处理;
(6)对固化处理后的所述碳纤维预浸料制品进行装饰处理;
(7)对经过装饰处理的所述碳纤维预浸料制品进行质检包装,得到成品。
2.如权利要求1所述的碳纤维预浸料制品的涂装方法,其特征在于,步骤(2)中,所述封闭处理为贴纸处理或打磨处理。
3.如权利要求1所述的碳纤维预浸料制品的涂装方法,其特征在于,步骤(3)中,所述预热处理的温度为60-90℃。
4.如权利要求1所述的碳纤维预浸料制品的涂装方法,其特征在于,所述碳纤维预浸料制品的粉末涂装采用超低温粉末涂料,其玻璃化温度为40-55℃,在110℃胶化时间为50-150s,固化温度为90-130℃,固化时间为2-10min。
5.如权利要求1或4所述的碳纤维预浸料制品的涂装方法,其特征在于,所述超低温粉末涂料的喷涂粒径5-25μm。
6.如权利要求1或4所述的碳纤维预浸料制品的涂装方法,其特征在于,所述超低温粉末涂料由下述方法制得:
(A)将聚酯树脂与辅料混合挤出成片,得到聚酯片状物;
(B)将环氧树脂与辅料混合挤出成片,得到环氧树脂片状物;
(C)将步骤(A)的聚酯片状物与步骤(B)的环氧树脂片状物按比例混合,并粉碎到25-60μm,得到第一粉料;
(D)将步骤(C)的第一粉料粉碎到3-35μm,分级后得到5-25μm的第二粉料;
(E)将助剂粉碎到1-9μm,得到第三粉料;
(F)将步骤(D)的第二粉料与步骤(E)的第三粉料按比例混合。
7.如权利要求6所述的碳纤维预浸料制品的涂装方法,其特征在于,所述步骤(A)的聚酯片状物与步骤(B)的环氧树脂片状物按(1-3):(1-3)混合;
所述步骤(D)的第二粉料与步骤(E)的第三粉料按(70-100):(1-15)混合。
8.如权利要求6所述的碳纤维预浸料制品的涂装方法,其特征在于,所述助剂包括催化剂、防粘剂和消泡剂中的一种或多种;
其中,所述消泡剂选用熔点低于80℃的含氟表面活性剂或聚乙烯蜡;
所述防粘剂为纳米无机填料、纳米气相二氧化硅以及纳米气相氧化铝中的一种或组合,所述纳米无机填料选用纳米氮化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化锆、纳米氢氧化铝中的一种或组合。
9.如权利要求6所述的碳纤维预浸料制品的涂装方法,其特征在于,步骤(C)中,所述聚酯片状物与环氧树脂片状物采用磨盘气流粉碎机粉碎到25-60μm;
步骤(D)中,所述第一粉料采用超音速流化床气流粉碎到3-35μm;
步骤(E)中,所述助剂采用超音速流化床气流粉碎到1-9μm。
10.如权利要求1所述的碳纤维预浸料制品的涂装方法,其特征在于,步骤(5)中,所述固化处理为红外固化或热风固化。
11.如权利要求1所述的碳纤维预浸料制品的涂装方法,其特征在于,步骤(6)中,所述装饰处理包括:
对平面碳纤维预浸料制品表面粉末涂层进行喷墨打印装饰;
对碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行打磨。
12.如权利要求1所述的碳纤维预浸料制品的涂装方法,其特征在于,步骤(6)中,所述装饰处理包括:
对非平面的碳纤维预浸料制品表面进行水性涂料涂装;
对碳纤维预浸料制品表面的粉末涂层进行抛光处理。
13.一种碳纤维预浸料制品,其特征在于,其由权利要求1-12任一项所述的涂装方法制成。
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