[发明专利]一种碳纤维复合材料制品及制备方法

说明书

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。