碳纤维‑片状模塑料预压片材的制备方法、预压片材、车顶盖的成型方法和车顶盖技术

本公开提供了一种碳纤维‑片状模塑料预压片材的制备方法、预压片材、车顶盖的成型方法和车顶盖，所述制备方法包括：将纤维材料分散于位于承载膜上的树脂糊中，然后用涂覆有树脂糊的薄膜覆盖，得到树脂糊‑纤维材料‑树脂糊层；其中，所述纤维材料包括碳纤维，包括或不包括玻璃纤维；所述碳纤维的长度为12‑50毫米，所述玻璃纤维的长度为12‑50毫米，所述纤维材料与所述树脂糊的重量比为1：(1‑2)；将所述树脂糊‑纤维材料‑树脂糊层依次进行碾压排空气处理和静置处理，使树脂糊稠化到可成型的粘度，得到碳纤维‑片状模塑料预压片材。本公开提供的碳纤维‑片状模塑料预压片材应用于车顶盖的成型中，所制备的车顶盖重量轻，强度好。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及汽车领域，具体地，涉及一种碳纤维-片状模塑料预压片材的制备方法、预压片材、车顶盖的成型方法和车顶盖。
技术介绍
随着汽车工业的发展，乘用车油耗限值强制法规越来越严，第三阶段油耗限值标准将目标定于2015年实现6.9升/100公里，第四阶段油耗限值标准将于2020年实现5.0升/100公里，油耗的降低与汽车的重量密切相关。常见的钢质车顶盖是车身部件中重量较大的部件，普通A级车(不带天窗)的重量一般在10千克左右，较重的重量也为其制造、装配带来诸多不便。此外，采用手糊工艺制备玻璃钢车顶盖，其重量与钢质车顶盖相当，一般亦在10千克左右，无法起到轻量化减重效果，而且手糊工艺的生产环境恶劣，生产效率低，不适合大批量生产。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种碳纤维-片状模塑料预压片材的制备方法、预压片材、车顶盖的成型方法和车顶盖。为了实现上述目的，本公开提供一种碳纤维-片状模塑料预压片材的制备方法，所述制备方法包括：将纤维材料分散于位于承载膜上的树脂糊中，然后用涂覆有树脂糊的薄膜覆盖，得到树脂糊-纤维材料-树脂糊层；其中，所述纤维材料包括碳纤维，且包括或不包括玻璃纤维；所述碳纤维的长度为12-50毫米，所述玻璃纤维的长度为12-50毫米，所述纤维材料与所述树脂糊的重量比为1：(1-2)；将所述树脂糊-纤维材料-树脂糊层依次进行碾压排空气处理和静置处理，使树脂糊稠化到可成型的粘度，得到碳纤维-片状模塑料预压片材。本公开还提供一种碳纤维-片状模塑料预压片材，所述碳纤维-片状模塑料预压片材包括薄膜、承载膜、以及位于所述薄膜覆盖和承载膜之间的树脂糊和纤维材料；其中，所述纤维材料包括碳纤维，包括或不包括玻璃纤维；所述碳纤维的长度为12-50毫米，所述玻璃纤维的长度为12-50毫米，所述碳纤维与所述树脂糊层的重量比为1：(1-2)。本公开还提供一种车顶盖的成型方法，所述车顶盖包括车顶盖本体以及与所述车顶盖本体固定连接的加强件，所述车顶盖本体包括多层叠加铺设模压成型的第一结构碳纤维-片状模塑料成型片材，所述加强件包括一层或多层叠加铺设模压成型的第二结构碳纤维-片状模塑料成型片材；所述成型方法包括：将本公开所提供的碳纤维-片状模塑料预压片材裁剪为第一结构碳纤维-片状模塑料成型片材的形状和第二结构碳纤维-片状模塑料成型片材的形状，得到第一结构碳纤维-片状模塑料预压片材和第二结构碳纤维-片状模塑料预压片材；将所述第一结构碳纤维-片状模塑料预压片材和第二结构碳纤维-片状模塑料预压片材上的薄膜和承载膜去除后叠加铺设为所述车顶盖的形状，得到未模压车顶盖；将所述未模压车顶盖进行模压成型和脱模。本公开还提供一种车顶盖，包括车顶盖本体以及与所述车顶盖本体固定连接的加强件，所述车顶盖本体包括多层叠加铺设模压成型的第一结构碳纤维-片状模塑料成型片材，所述加强件包括一层或多层叠加铺设模压成型的第二结构碳纤维-片状模塑料成型片材。本公开提供的碳纤维-片状模塑料预压片材应用于车顶盖的成型中，所制备的车顶盖重量轻，强度好。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1为本公开所提供的车顶盖的一种具体实施方式的结构示意图。图2为本公开提供的碳纤维-片状模塑料预压片材的制备流程示意图。附图标记说明1车顶盖2加强件3安装孔具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。现有技术的车顶盖一般采用连续碳纤维复合材料编织布制备，在前风挡区域及侧边梁区域，由于曲面几何尺寸限制，裁切时会产生很多边角料，从而造成原材料的浪费，实际材料利用率偏低，导致综合成本偏高；传统的连续碳纤维复合材料编织布为预浸料模压工艺，或热压罐工艺，部件制造周期偏长，无法满足汽车工艺大规模生产要求。常见的连续碳纤维布部件制造的预浸料热压罐工艺，预浸布铺层费时，热压罐成型设备昂贵且成型周期长，适合宇航等小规模产品生产，很难满足汽车工业大批量生产要求等。本公开提供一种碳纤维-片状模塑料预压片材的制备方法，所述制备方法包括：将纤维材料分散于位于承载膜上的树脂糊中，然后用涂覆有树脂糊的薄膜覆盖，得到树脂糊-纤维材料-树脂糊层；其中，所述纤维材料包括碳纤维，且包括或不包括玻璃纤维；所述碳纤维的长度为12-50毫米，所述玻璃纤维的长度为12-50毫米，所述纤维材料与所述树脂糊的重量比为1：(1-2)；将所述树脂糊-纤维材料-树脂糊层依次进行碾压排空气处理和静置处理，使树脂糊稠化到可成型的粘度，得到碳纤维-片状模塑料预压片材。本公开的制备方法所使用的模压成型工艺设备要求低且价格低廉，单件制造周期可控制在5-10分钟内，具备向汽车大规模量产的技术条件。另外，本公开可以将后续生产所产生的小尺寸边角料回用到碳纤维-片状模塑料预压片材制备过程中，极大提高了碳纤维材料的综合利用率，使碳纤维原材料利用率从80-90％提高到98％以上。片状模塑料(SheetMoldingCompounds，简称为SMC)是一种干法制造玻璃钢产品的模压中间材料，由不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、引发剂、内脱模剂、矿物填料等预先混合成糊状的树脂糊，再加入增稠剂等混合均匀后，对短切玻璃纤维(GlassFiber，简称玻璃纤维)进行充分浸渍，形成片状的“夹芯”结构。片状模塑料预压片材的幅宽一般为0.4-2米，厚度一般为1.3-6.4毫米。片状模塑料预压片材可在压机中进行模压成型为片状膜塑料成型片材，一般大型部件的成型周期为3-5分钟，模压工艺可满足部件大生产节拍要求。单条片状模塑料成型片材的模压生产线可满足年产20万套以上部件生产的节拍要求。而手糊玻璃钢部件成型周期为4小时，单条生产线仅能满足年产上千套样件规模；而一般钢质部件冲压成型周期仅为10-20秒，单条生产线可满足年产30-60万套部件规模。总体而言，片状模塑料成型片材产品具有成本低，可一次成型，生产效率高，产品尺寸精度高，产品表面可达A级等优点。碳纤维复合材料(CarbonFiberReinforcedPolymer/Plastic，简称CFRP)具有低密度、高强度、高模量、耐腐蚀、耐疲劳等优势，目前已广泛应用在航空航天、体育休闲用品、工业领域及交通领域等。在汽车领域，赛车及高端汽车制品，如单体乘员舱、发动机引擎盖、传动轴等采用越来越多碳纤维材料。碳纤维与片状模塑料片材中的玻璃纤维相比，拉伸强度及杨氏模量均为玻璃纤维的3倍以上，但密度约为其60％。因此，在同等力学性能要求下，较少份数的碳纤维即可达到玻璃纤维相同的力学性能要求，起到轻量化减重效果。碳纤维与玻璃纤维物理属性相似，在与树脂基材等基础材料配方中两者可按比例替代，碳纤维复合材料也可采用玻璃纤维复合材料的成型工艺，采用快速SMC模压成型工艺，为后续碳纤维复合材料汽车零部件大规模制造提供了便利。下面结合附图提供一种碳纤维-片状模塑料预压片材制备方法的具体实施方式。如图2所示，将连续碳纤维短切成12-50mm长的短切碳纤维，沉降于承载膜上0.05mm厚的树脂糊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维‑片状模塑料预压片材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将纤维材料分散于位于承载膜上的树脂糊中，然后用涂覆有树脂糊的薄膜覆盖，得到树脂糊‑纤维材料‑树脂糊层；其中，所述纤维材料包括碳纤维，且包括或不包括玻璃纤维；所述碳纤维的长度为12‑50毫米，所述玻璃纤维的长度为12‑50毫米，所述纤维材料与所述树脂糊的重量比为1：(1‑2)；将所述树脂糊‑纤维材料‑树脂糊层依次进行碾压排空气处理和静置处理，使树脂糊稠化到可成型的粘度，得到碳纤维‑片状模塑料预压片材。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维-片状模塑料预压片材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将纤维材料分散于位于承载膜上的树脂糊中，然后用涂覆有树脂糊的薄膜覆盖，得到树脂糊-纤维材料-树脂糊层；其中，所述纤维材料包括碳纤维，且包括或不包括玻璃纤维；所述碳纤维的长度为12-50毫米，所述玻璃纤维的长度为12-50毫米，所述纤维材料与所述树脂糊的重量比为1：(1-2)；将所述树脂糊-纤维材料-树脂糊层依次进行碾压排空气处理和静置处理，使树脂糊稠化到可成型的粘度，得到碳纤维-片状模塑料预压片材。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纤维与所述玻璃纤维的重量比为(10-90)：(90-10)。3.一种碳纤维-片状模塑料预压片材，其特征在于，所述碳纤维-片状模塑料预压片材包括薄膜、承载膜、以及位于所述薄膜和承载膜之间的树脂糊和纤维材料；其中，所述纤维材料包括碳纤维，包括或不包括玻璃纤维；所述碳纤维的长度为12-50毫米，所述玻璃纤维的长度为12-50毫米，所述碳纤维与所述树脂糊层的重量比为1：(1-2)。4.根据权利要求3所述的碳纤维-片状模塑料预压片材，其特征在于，所述碳纤维与所述玻璃纤维的重量比为(10-90)：(90-10)。5.一种车顶盖的成型方法，其特征在于，所述车顶盖包括车顶盖本体(1)以及与所述车顶盖本体(1)固定连接的加强件(2)，所述车顶盖本体(1)包括多层叠加铺设模压成型的第一结构碳纤维-片状模塑料成型片材，所述加强件(2)包括一层或多层叠加铺设模压成型的第二结构碳纤维-片状模塑料成型片材；所述成型方法包括：将权利要求3或4所述的碳纤维-片状模塑料预压片材裁剪为第一结构碳纤维-片状模塑料成型片材的形状和第二结构碳纤维-...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚红波，栗娜，单永彬，马治国，刘永杰，张兴龙，
申请(专利权)人：北京汽车集团有限公司，北京汽车研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11