[发明专利]一种用于车辆承力结构的复合材料型材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于车辆承力结构的复合材料型材，其截面为管状结构，包括编织布拉挤层、纤维拉挤层和缠绕层。本发明还公开了一种复合材料型材的制备方法，包括如下步骤：(1)将纤维在编织机上编织成编织布管；(2)将编织布管和单向纤维束分别浸渍树脂，然后，编织布管和排布于编织布管外围的单向纤维束经过成型模具拉挤，再经固化后，形成型材的编织布拉挤层和纤维拉挤层，编织布拉挤层为管状结构；(3)在纤维拉挤层外通过缠绕机缠绕增强纱，形成缠绕层。该复合材料型材具有质轻、强度高、热膨胀系数低、耐腐蚀等优点，其制备方法采用拉挤缠绕工艺，生产效率高，无需二次加工，生产成本低。

技术领域

本发明属于型材复合材料生产技术领域，特别涉及一种用于车辆承力结构的复合材料型材及其制备方法。

背景技术

在汽车生产领域，汽车车身的各种防撞梁、横梁以及车架边梁等车辆承力结构，其结构和用料相对简单，一般是利用金属型材(如不锈钢型材、铝合金型材)制造；但是金属型材的结构梁，重量较重，耐腐蚀性差，使用寿命短，加工工艺复杂，生产成本高。

目前，对于以纤维为增强材料的汽车部件的开发方向，主要是针对目前的复合材料在汽车上应用的难点，利用RTM、预浸料模压等常规工艺生产以纤维为增强材料的汽车部件；这些常规工艺效率低、成本高，不能满足汽车工业的节能高效的要求，而且，HP-RTM、湿法模压等设备投资也较高。

因此，需要开发一种可用于车辆承力结构的以纤维为增强材料的复合材料型材以及效率高、成本低且生产质量高的复合材料型材的生产工艺。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于车辆承力结构的复合材料型材及其制备方法，该型材具有质轻、强度高、热膨胀系数低、耐腐蚀等优点，其制备方法采用拉挤缠绕工艺，生产效率高，无需二次加工，生产成本低。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于车辆承力结构的复合材料型材，该复合材料型材的截面为管状结构，包括编织布拉挤层、纤维拉挤层和缠绕层。

作为本发明复合材料型材的一个优选技术方案，该复合材料型材包括由内至外依次设置的编织布拉挤层、纤维拉挤层和缠绕层；该复合材料型材是将浸渍有树脂的编织布管以及排布于编织布管外围的浸渍有树脂的单向纤维束经过拉挤成型形成编织布拉挤层和纤维拉挤层，然后在纤维拉挤层外缠绕增强纱制备而成。

作为本发明复合材料型材的另一个优选技术方案，该复合材料型材包括由内至外依次设置的编织布拉挤层、缠绕层、纤维拉挤层和缠绕层；该复合材料型材是在编织布管外缠绕增强纱，形成设置于编织布管外的缠绕层，然后将浸渍树脂的编织布管和缠绕层以及排布于缠绕层外围的浸渍有树脂的单向纤维束经过拉挤成型后，在纤维拉挤层外再次缠绕增强纱制备而成。

进一步地，编织布拉挤层中的编织布采用玻纤布。

进一步地，纤维拉挤层采用单向纤维束浸渍树脂拉挤而成，该单向纤维束为碳纤维束、芳纶纤维束、玄武岩纤维束、聚酰胺纤维束中的一种或两种及以上的组合。

进一步地，缠绕层采用增强纱进行缠绕，其中的增强纱为碳纤维纱、芳纶纤维纱、玄武岩纤维纱、聚酰胺纤维纱中的一种或两种及以上的组合。

进一步地，该复合材料型材制备过程中浸渍用的树脂为热固性树脂或热塑性树脂，优选为环氧树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂中的一种或两种及以上的组合。

进一步地，该型材的横截面的外长为40～45mm，其外宽为25～32mm，其内长为35～39mm，其内宽为18～22mm。

本发明提供了一种用于车辆承力结构的复合材料型材的制备方法，包括如下步骤：

(1)将纤维在编织机上编织成编织布管；