[发明专利]一种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺，其中的短切碳纤维毡预浸料包括重量份为12～20的碳纤维丝、重量份为25～40份的热固性树脂、重量份为5～7份的碳纤维骨架、重量份为35～55份的铝合金骨架；其生产工艺，包括以下步骤：步骤S1：按照重量配比准备原料；步骤S2：将碳纤维丝制作成碳纤维布膜；步骤S3：将碳纤维布膜与碳纤维骨架裁切成相同尺寸的碳纤维布膜覆合料和碳纤维骨架覆合料；步骤S4：将热固性树脂进行熔融并搅拌均匀。本发明设计的环氧短切碳纤维毡预浸料加工工艺容易实现工业化生产，且制得的环氧短切碳纤维毡预浸料具备良好的机械强度要求，质量轻便可靠，不易老化，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及汽车复合材料技术领域，尤其涉及一种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺。

背景技术

在节能环保的大环境趋势下，汽车产业的发展方向也正朝向绿色环保以及轻量化方法发展。碳纤维增强体的树脂基复合材料作为一种轻质、高强度的新型材料，具有高比强度、高机械性能、高比模量、高抗冲击能力以及高耐腐蚀能力等诸多优良的特性，综合性能超过铝合金及高强度钢，是汽车部件轻量化应用的优选材料。经检索，申请公布号为CN109181226A的中国专利公开了一种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料，碳纤维毡预浸料包括重量百分比为30～50％的短切碳纤维毡，百分比为50～70％的快速固化环氧树脂组合物和多元异氰酸酯化合物增稠剂混合后得到的快速固化环氧树脂糊，该种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料的生产工艺，环氧短切碳纤维毡预浸料中的碳纤维含量重量比为30～50％，力学性能与车用铝合金强度相当，并且该短切碳纤维毡预浸料无易挥发物质，满足汽车部件材料低VOC环保要求，工艺简单，有利于在汽车部件领域中的规模生产。

但是现有设计的碳纤维毡预浸料机械强度不足，使用寿命不稳定，加工工艺复杂，不利于工业化生产，因此我们提出了一种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺用于解决上述问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺。

本发明提出的一种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料，所述短切碳纤维毡预浸料包括重量份为12～20的碳纤维丝、重量份为25～40份的热固性树脂、重量份为5～7份的碳纤维骨架、重量份为35～55份的铝合金骨架。

优选的，所述的碳纤维丝由完整碳纤维随机放置于30*30厘米的矩形框内，并经过对角线切割后制得。

优选的，所述的热固性树脂由乙烯基酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂中的任意两种树脂原料构成。

优选的，所述的热固性树脂的两种树脂原料配比为1：（1～3）。

优选的，所述的碳纤维骨架为网格型结构，厚度为0.3～0.6毫米，且网格最小孔径为0.8～1.2毫米。

优选的，所述的铝合金骨架的单面设置为网格型结构，厚度为0.6～0.9毫米，且网格最小孔径为1.2～1.4毫米。

本发明还提供了一种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料的生产工艺，包括以下步骤：

步骤S1：按照重量配比准备碳纤维丝、热固性树脂、碳纤维骨架和铝合金骨架；

步骤S2：将步骤S1中所述的碳纤维丝通过无纺工艺制作成碳纤维布膜；

步骤S3：将步骤S2中制得的碳纤维布膜与碳纤维骨架裁切成相同尺寸的碳纤维布膜覆合料和碳纤维骨架覆合料；

步骤S4：将步骤S1中所述的热固性树脂进行熔融并搅拌均匀，得到树脂溶液，备用；

步骤S5：将步骤S4中所述的树脂溶液刷涂到步骤S3中所述的碳纤维骨架覆合料表面，然后再将步骤S3中所述的碳纤维布膜覆合料贴附在碳纤维骨架覆合料表面，如此循环，得到碳纤维布膜与碳纤维骨架覆合层；