[发明专利]热塑性纤维增强环氧基复合材料及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种热塑性纤维增强环氧基复合材料及其用途。

背景技术

汽车工业的快速发展导致了汽车保有量的的急剧增加，同时带给社会三大问题：能源匮乏、环境污染、安全问题。减少燃料消耗和降低对环境造成的污染已成为汽车工业发展和社会可持续发展急需解决的关键问题。汽车实现轻量化，是节约能源和降低污染的最有效的途径之一，而采用复合材料制造汽车结构件又是实现汽车轻量化最有效的途径之一。复合材料大幅减轻汽车质量，这就意味着仅需较小功率的支持，从而为电动机技术的不断发展和电动汽车的推广使用提供平台。但传统复合材料工艺的效率低下，这就需要一种快速成型技术。

光固化技术的特点主要是节能环保和固化速度快。紫外光固化技术是一种在特殊配方的树脂中加入光引发剂（或光敏剂），经过吸收紫外线（UV）光固化设备中的高强度紫外光后，产生活性自由基，从而引发聚合、交联和接枝反应，使树脂在数秒内由液态转化为固态，达到固化的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种热塑性纤维增强环氧基复合材料及其在制造汽车车身结构件中的用途。本发明制备的光固化新型电动汽车车身支撑架的性能优良且环保，对人体及周边环境无任何危害影响，同时，其固化效果符合国家标准。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种热塑性纤维增强环氧基复合材料，所述复合材料是通过如下步骤制备而得的：

步骤一、将增强纤维放入由改性剂、溶剂、水混合而成的混合溶液中，搅拌，静置后取出干燥，得改性塑性纤维；

步骤二、将步骤一所得的改性塑性纤维浸渍在液态光敏树脂中，制成预浸布；

步骤三、将预浸布铺层在模具中，放在紫外光固化成型设备上进行固化成型，即可。

优选地，所述增强纤维为100重量份，改性剂为20重量份，溶剂为50重量份，水为60重量份，液态光敏树脂为10重量份。

优选地，所述增强纤维为热塑性纤维芳纶编织布；所述改性剂为硅烷偶联剂（KH-560）；所述溶剂为醇类溶剂；所述水为去离子水。

优选地，所述醇类溶剂为甲醇。

优选地，所述液态光敏树脂是通过如下步骤制备而得的：

a、在环氧树脂中加入阻聚剂，搅拌均匀，加入由丙烯酸、催化剂混合而成的混合液，反应合成环氧丙烯酸酯；

b、在步骤a所得的环氧丙烯酸酯中加入稀释单体，搅拌均匀形成稀释液；

c、在步骤b所得的稀释液中加入光引发剂，加热，搅拌至形成液态胶状，即液态光敏树脂。

优选地，所述环氧树脂为100重量份，丙烯酸为10重量份，催化剂为5重量份，阻聚剂为5重量份，光引发剂为2重量份，稀释单体为2重量份。

优选地，所述催化剂为N，N-二甲基苯胺，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚，所述光引发剂为异丙基硫杂蒽酮（ITX），所述稀释单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）。

本发明还涉及一种前述的热塑性纤维增强环氧基复合材料在制造汽车车身结构件中的用途，所述模具为汽车车身结构件模具。

优选地，所述汽车车身结构件为电动汽车车身支撑架。

本发明具有如下有益效果：

1、提高复合材料结构件的加工制造速度，可实现批量化生产；

2、达到汽车轻量化的目的，进而实现电动汽车的应用和推广；

3、制备的光固化新型电动汽车车身支撑架的性能优良且环保，对人体及周边环境无任何危害影响；

4、可快速成型且固化效果符合国家标准。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

以下实施例使用的化学物质原料为环氧树脂（E-51）、丙烯酸、催化剂N，N-二甲基苯胺、阻聚剂对羟基苯甲醚、光引发剂异丙基硫杂蒽酮（ITX）、稀释单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）、清洗剂去离子水、擦拭剂无水乙醇、改性偶联剂硅烷（KH-560）、溶剂甲醇，增强纤维为热塑性纤维芳纶编织布。其组合配比是：以a×b×cmm矩形零件为例，以克、毫升为计量单位。

实施例1

用于光固化的新型智能电动汽车车身支撑架的热塑性纤维增强环氧基复合材料，是通过如下步骤制备而得的：

（1）精选化学物质原料