中通道加强板及其制备方法和车辆技术

本公开涉及一种中通道加强板及其制备方法和车辆，该中通道加强板包括顶板(1)和第一侧壁(2)和第二侧壁(3)，所述中通道加强板含有层状碳纤维骨架和固化在所述层状碳纤维骨架上的热固性树脂，所述层状碳纤维骨架包括至少一层的第一层状碳纤维(4)和至少一层的第二层状碳纤维(5)，第一层状碳纤维(4)的部分与第二层状碳纤维(5)的部分在所述顶板(1)中具有交叉铺叠区。本公开的中通道加强板取代了传统的钢材料，可大幅减重达50％以上，同时强度高，耐腐蚀，且具有较好的耐疲劳性能，可设计性强。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种中通道加强板及其制备方法和车辆。
技术介绍
汽车中通道结构是车身的重要组成部分，涉及到汽车在正面、侧面碰撞过程中的安全性。目前的中通道加强板主要采用薄钢板、低碳钢板等原材料通过冲压成型制成，重量较大，降低了车辆的燃油经济性。此外，金属材料的中通道加强板稳定性不高，很容易因雨水或防锈层剥离、脱落等原因造成腐蚀损坏，导致使用寿命缩短，并伴随严重的安全隐患。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种重量轻、强度高且不易腐蚀的中通道加强板及其制备方法和车辆。为了实现上述目的，本公开第一方面：提供一种中通道加强板，该中通道加强板为U形且包括顶板和分别一体化连接在所述顶板两侧的第一侧壁和第二侧壁，其特征在于，所述中通道加强板含有层状碳纤维骨架和固化在所述层状碳纤维骨架上的热固性树脂，所述层状碳纤维骨架包括作为第一侧壁的层状碳纤维骨架的至少一层的第一层状碳纤维和作为第二侧壁的层状碳纤维骨架的至少一层的第二层状碳纤维，所述第一层状碳纤维由所述第一侧壁中延伸至所述顶板中，所述第二层状碳纤维由所述第二侧壁中延伸至所述顶板中，延伸至所述顶板中所述第一层状碳纤维的部分与延伸至所述顶板中第二层状碳纤维在所述顶板中具有交叉铺叠区并形成所述顶板的层状碳纤维骨架。优选地，以所述中通道加强板的总重量计，所述层状碳纤维骨架的含量为50-70重量％，所述热固性树脂的含量为30-50重量％。优选地，以所述中通道加强板的总重量计，所述层状碳纤维骨架的含量为55-60重量％，所述热固性树脂的含量为40-45重量％。优选地，所述第一层状碳纤维的层数为4-16层，所述第二层状碳纤维的层数为4-16层。优选地，所述第一层状碳纤维和第二层状碳纤维各自独立地包括碳纤维，所述碳纤维包括聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维中的至少一种。优选地，所述热固性树脂包括环氧树脂、乙烯基树脂和双马来酰亚胺树脂中的至少一种。本公开第二方面：提供一种制备中通道加强板的方法，该方法包括：a、将至少一层第一层状碳纤维的一部分与至少一层第二层状碳纤维的一部分进行交叉铺叠，得到具有交叉铺叠区的层状碳纤维骨架；b、在步骤a所得的层状碳纤维骨架上负载未固化的热固性树脂，得到预成型件；c、将步骤b所得的预成型件置于模具内进行成型固化处理，得到成型后的成型件，所述成型处理使得所述成型件为U形且包括顶板和分别一体化连接在所述顶板两侧的第一侧壁和第二侧壁；且所述交叉铺叠区位于所述顶板中。优选地，以所述中通道加强板的总重量计，所述层状碳纤维骨架的用量为50-70重量％，所述热固性树脂的用量为30-50重量％。优选地，所述第一层状碳纤维的层数为4-16层，所述第二层状碳纤维的层数为4-16层。优选地，所述第一层状碳纤维和第二层状碳纤维各自独立地包括碳纤维，所述碳纤维包括聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维和酚醛基碳纤维中的至少一种。优选地，所述热固性树脂包括环氧树脂、乙烯基树脂和双马来酰亚胺树脂中的至少一种。优选地，步骤c中的所述成型固化处理的条件为：压力为1-3MPa，温度为90-130℃，时间为1min-10min。本公开第三方面：提供一种中通道加强板，该中通道加强板由本公开第二方面的方法制备得到。本公开第四方面：提供一种车辆，该车辆包括本公开第一方面或第三方面的中通道加强板。通过上述技术方案，本公开采用碳纤维与树脂复合材料制作中通道加强板，与传统的钢材料制备的中通道加强板相比可大幅减重达50％以上，同时强度高，耐腐蚀，且具有较好的耐疲劳性能，可设计性强，在制备过程中对模具的占用时间短，大大提高了生产效率。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是本公开提供的中通道加强板的立体图；图2是本公开提供的中通道加强板的剖视图。附图标记说明1顶板2第一侧壁3第二侧壁4第一层状碳纤维5第二层状碳纤维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。本公开第一方面：提供一种中通道加强板。图1是本公开第一方面所提供的中通道加强板的立体图，如图1所示，该中通道加强板为U形且包括顶板1和分别一体化连接在所述顶板1两侧的第一侧壁2和第二侧壁3。所述中通道加强板含有层状碳纤维骨架和固化在所述层状碳纤维骨架上的热固性树脂。图2是本公开第一方面所提供的中通道加强板的剖视图，如图2所示，所述层状碳纤维骨架包括作为第一侧壁2的层状碳纤维骨架的至少一层的第一层状碳纤维4和作为第二侧壁3的层状碳纤维骨架的至少一层的第二层状碳纤维5，所述第一层状碳纤维4由所述第一侧壁2中延伸至所述顶板1中，所述第二层状碳纤维5由所述第二侧壁3中延伸至所述顶板1中，延伸至所述顶板1中所述第一层状碳纤维4的部分与延伸至所述顶板1中第二层状碳纤维5的部分在所述顶板1中具有交叉铺叠区并形成所述顶板1的层状碳纤维骨架。根据本公开的第一方面，以所述中通道加强板的总重量计，所述层状碳纤维骨架的含量可以为50-70重量％，所述热固性树脂的含量可以为30-50重量％。进一步地，以所述中通道加强板的总重量计，所述层状碳纤维骨架的含量可以为55-60重量％，所述热固性树脂的含量可以为40-45重量％。在上述配比下的中通道加强板具有较好的力学性能且重量较轻。根据本公开的第一方面，所述第一层状碳纤维4和第二层状碳纤维5的层数可以在较大范围内变化。优选地，所述第一层状碳纤维4和第二层状碳纤维5的层数可以根据中通道加强板所需的力学性能进行调整，例如，所述第一层状碳纤维4的层数可以为4-16层，所述第二层状碳纤维5的层数可以为4-16层。优选情况下，所述第一层状碳纤维4的层数为8-10层，所述第二层状碳纤维5的层数为8-10层。在上述优选情况下，第一层状碳纤维4和第二层状碳纤维5可以形成具有适宜厚度和强度的层状碳纤维骨架，且保证了中通道加强板具有较轻的重量。根据本公开的第一方面，所述第一层状碳纤维4和第二层状碳纤维5各自独立地包括碳纤维，所述碳纤维的种类没有特别的限制，可以为本领域技术人员所熟知的碳纤维材料，只要满足强度高且密度低并具有耐腐蚀性，可以起到降低中通道加强板的重量且提高其强度和耐腐蚀性能的作用即可。优选地，所述碳纤维可以包括为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维中的至少一种。上述碳纤维强度高，密度低，无蠕变，耐超高温，且耐疲劳性和耐腐蚀性好，并且具有各向异性，提高了中通道加强板的可设计性。第一层状碳纤维4和第二层状碳纤维5可以为选自上述碳纤维中的不同种类的碳纤维，也可以为相同种类的碳纤维，优选为相同种类的碳纤维。根据本公开的第一方面，所述热固性树脂可以为复合材料领域常用的热固性树脂，例如，所述热固性树脂可以包括环氧树脂、乙烯基树脂和双马来酰亚胺树脂中的至少一种。上述种类的热固性树脂粘度低、固化速度快、成型后稳定性好、强度高，有利于提高中通道加强板的整体强度。本公开第一方面所提供的中通道加强板采用碳纤维材料作骨架，与传统的钢材料产品相比，可以减重达50％以上，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中通道加强板，其特征在于，该中通道加强板为U形且包括顶板(1)和分别一体化连接在所述顶板(1)两侧的第一侧壁(2)和第二侧壁(3)，其特征在于，所述中通道加强板含有层状碳纤维骨架和固化在所述层状碳纤维骨架上的热固性树脂，所述层状碳纤维骨架包括作为第一侧壁(2)的层状碳纤维骨架的至少一层的第一层状碳纤维(4)和作为第二侧壁(3)的层状碳纤维骨架的至少一层的第二层状碳纤维(5)，所述第一层状碳纤维(4)由所述第一侧壁(2)中延伸至所述顶板(1)中，所述第二层状碳纤维(5)由所述第二侧壁(3)中延伸至所述顶板(1)中，延伸至所述顶板(1)中所述第一层状碳纤维(4)的部分与延伸至所述顶板(1)中第二层状碳纤维(5)的部分在所述顶板(1)中具有交叉铺叠区并形成所述顶板(1)的层状碳纤维骨架。

【技术特征摘要】
1.一种中通道加强板，其特征在于，该中通道加强板为U形且包括顶板(1)和分别一体化连接在所述顶板(1)两侧的第一侧壁(2)和第二侧壁(3)，其特征在于，所述中通道加强板含有层状碳纤维骨架和固化在所述层状碳纤维骨架上的热固性树脂，所述层状碳纤维骨架包括作为第一侧壁(2)的层状碳纤维骨架的至少一层的第一层状碳纤维(4)和作为第二侧壁(3)的层状碳纤维骨架的至少一层的第二层状碳纤维(5)，所述第一层状碳纤维(4)由所述第一侧壁(2)中延伸至所述顶板(1)中，所述第二层状碳纤维(5)由所述第二侧壁(3)中延伸至所述顶板(1)中，延伸至所述顶板(1)中所述第一层状碳纤维(4)的部分与延伸至所述顶板(1)中第二层状碳纤维(5)的部分在所述顶板(1)中具有交叉铺叠区并形成所述顶板(1)的层状碳纤维骨架。2.根据权利要求1所述的中通道加强板，其中，以所述中通道加强板的总重量计，所述层状碳纤维骨架的含量为50-70重量％，所述热固性树脂的含量为30-50重量％。3.根据权利要求2所述的中通道加强板，其中，以所述中通道加强板的总重量计，所述层状碳纤维骨架的含量为55-60重量％，所述热固性树脂的含量为40-45重量％。4.根据权利要求1所述的中通道加强板，其中，所述第一层状碳纤维(4)的层数为4-16层，所述第二层状碳纤维(5)的层数为4-16层。5.根据权利要求1所述的中通道加强板，其中，所述第一层状碳纤维(4)和第二层状碳纤维(5)各自独立地包括碳纤维，所述碳纤维包括聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维的至少一种。6.根据权利要求1所述的中通道加强板，其中，所述热固性树脂包括环氧树脂、乙烯基树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永杰，栗娜，尚红波，马治国，
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