一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板及其制备方法与流程

文档序号:17868560发布日期:2019-06-11 23:26阅读:303来源:国知局

本发明涉及一种装饰板材,特别是一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板,本发明还涉及前述内饰板的制备方法。



背景技术:

飞机、高铁、车船的内饰一般会用到装饰面板,但是现有的装饰面板存在重量大、耐腐蚀性差、强度低、隔音效果差等缺陷。

碳纤维质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。由碳纤维制备而成的碳纤维上下面板延续了碳纤维的优良特征。

聚酰亚胺纸阻燃性能好,极限氧指数(loi)≥38%,在400℃以上高温下直接碳化而不会燃烧,不会熔化或产生熔滴;具有优良的机械性能,强度高且耐磨,耐高温性能突出。以聚酰亚胺纸制备而成的聚酰亚胺蜂窝延续了聚酰亚胺纸的优良特征。

因此,研发轻质、高强的碳纤维材料的新型复合材料内饰板具有重要的意义。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种重量轻、耐腐蚀性能好、刚度大、隔音效果好的蜂窝型碳纤维复合材料内饰板。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了前述的蜂窝型碳纤维复合材料内饰板制备方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板,其特点是:该碳纤维复合材料内饰板从上到下依次为:上面板、第一胶黏剂层、蜂窝芯、第二胶黏剂层和下面板;所述上面板和下面板采用阻燃碳纤维材料通过碳纤维模压成型机模压制备而成,所述蜂窝芯由正六边形聚酰亚胺蜂窝结构构成,所述第一、第二胶黏剂层至采用热固性树脂。

本发明所述的一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板,其进一步优选的技术方案是:上面板的厚度为0.35mm-0.45mm,第一胶黏剂层的厚度为0.1mm-0.2mm,蜂窝芯的厚度为5-8mm,第二胶黏剂层的厚度为0.1mm-0.2mm,下面板的厚度为0.35mm-0.45mm。

本发明所述的一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板,其进一步优选的技术方案是:所述的上面板和下面板优选的碳纤维优先选用碳纤维t300、t700、t800或t1000。

本发明所述的一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板,其进一步优选的技术方案是:织物编织方式优选采用斜纹、平纹二维编织。

本发明所述的一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板,其进一步优选的技术方案是:浸渍树脂优选环氧树脂,浸渍树脂采用环氧树脂组合物,环氧树脂组合物中环氧树脂的含量优选为40%-50%,其余为固化剂与助剂。本发明的环氧树脂组合物可以为现有技术中公开的任何一种可以用于制造复材材料的环氧树脂组合物,它以环氧树脂和固化剂为主要成份,再选择性地活加一些助剂,如阻燃剂,防老剂,稳定剂等。

本发明所述的一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板,其进一步优选的技术方案是:所述的蜂窝芯为聚酰亚胺蜂窝芯,蜂窝孔格3.2-9.5mm,蜂窝密度为29-128kg/m3

本发明所述的一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板,其进一步优选的技术方案是:所述的蜂窝芯以聚酰亚胺纸、高温芯条胶及聚酰亚胺树脂为主要原料,经过涂胶、叠合、热压、拉伸、高温定型、浸胶、固化形成;其中聚酰亚胺纸的厚度为0.02mm-0.10mm,芯条胶为高温芯条胶,粘度控制在10s/50ml-50s/50ml,高温定型、固化温度为250-400℃,固化时间为1h-5h。

本发明所述的一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板,其进一步优选的技术方案是:所述的热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂或不饱和聚酯。

本发明还公开了一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板的制备方法,其特点是:该方法包括以下步骤:

(1)制备聚酰亚胺蜂窝芯:以聚酰亚胺纸、高温芯条胶及聚酰亚胺树脂为主要原料,经过涂胶、叠合、热压、拉伸、高温定型、浸胶、固化形成;其中聚酰亚胺纸的厚度为0.02mm-0.10mm,芯条胶为高温芯条胶,粘度控制在10s/50ml-50s/50ml,高温定型、固化温度为250℃-400℃,固化时间为1h-5h;

(2)制备阻燃碳纤维预浸料面板作上面板和下面板:选用t300、t700、t800或t1000碳纤维进行编织,编织方式采用斜纹或平纹二维编织,再浸渍环氧树脂组合物;

(3)通过胶黏剂粘结上面板、蜂窝芯和下面板,最后整体放置于热压罐中固化成型,固化成型温度为130℃-170℃,成型压力为0.6mpa-1.0mpa,固化时间为1h-3h。

以上所述的蜂窝型碳纤维复合材料内饰板的制备方法,其进一步优选的技术方案包括以下步骤:

(1)制备聚酰亚胺蜂窝芯:以聚酰亚胺纸、高温芯条胶及聚酰亚胺树脂为主要原料,经过涂胶、叠合、热压、拉伸、高温定型、浸胶、固化形成;其中聚酰亚胺纸的厚度为0.06mm,芯条胶为高温芯条胶,粘度控制在30s/50ml,高温定型、固化温度为300℃,固化时间为2h;

(2)制备阻燃碳纤维预浸料面板作上面板和下面板:选用t300、t700、t800或t1000碳纤维进行编织,编织方式采用斜纹或平纹二维编织,再浸渍环氧树脂组合物;

(3)通过胶黏剂粘结上面板、蜂窝芯和下面板,最后整体放置于热压罐中固化成型,固化成型温度为150℃,成型压力为0.8mpa,固化时间为2h。

与现有技术相比,本发明具有以下有益成果:

一、本发明蜂窝型碳纤维复合材料内饰板,采用蜂窝夹层结构,不仅隔音、隔热性能优良,而且抗冲击和抗冲击回弹性能力增强,更重要的是有效的减轻重量,达到了轻量化的目的。

二、本发明采用聚酰亚胺蜂窝作为内饰板芯材,具备了聚酰亚胺特征,耐高温性能突出,机械性能优良,强度高且耐磨,具备离火自熄性。增强了蜂窝材料的强度,有效的减轻了重量,而且有效的加强了内饰板的阻燃性。

三、本发明采用的阻燃碳纤维面板,强度性能高,阻燃性能强,有效的保证了车体的安全。

四、整体而言,本发明制备的蜂窝型碳纤维复合材料内饰板重量轻、耐腐蚀性能好、刚度大、隔音效果好,阻燃性能优异。

本发明蜂窝型碳纤维复合材料内饰板的应用,对减轻车船、飞机、高铁重量、降低噪音、震动、提高安全性、舒适性等,减少维修等均有重要作用,将会成为理想的内饰材料。

附图说明

图1为本发明蜂窝型碳纤维复合材料内饰板的一种局部剖视结构示意图。

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,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。

实施例1,参照图1,一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板:该碳纤维复合材料内饰板从上到下依次为:上面板4、第一胶黏剂层3、蜂窝芯1、第二胶黏剂层2和下面板(第二胶黏剂层2和下面板没有剖示,所以下面板不进行标引);所述上面板和下面板采用阻燃碳纤维材料通过碳纤维模压成型机模压制备而成,所述蜂窝芯由正六边形聚酰亚胺蜂窝结构构成,所述第一、第二胶黏剂层至采用热固性树脂。

上面板4的厚度为0.35mm,第一胶黏剂层3的厚度为0.1mm,蜂窝芯1的厚度为5mm,层2的厚度为0.1mm,下面板的厚度为0.35mm。制成上面板4和下面板的碳纤维选用t300。织物编织方式采用斜纹编织。浸渍树脂采用环氧树脂组合物,环氧树脂组合物中环氧树脂的含量优选为40%,固化剂60%。所述的蜂窝芯1为聚酰亚胺蜂窝芯1,蜂窝孔格3.2mm,蜂窝密度为29kg/m3。所述的热固性树脂为环氧树脂。

该所述的蜂窝型碳纤维复合材料内饰板的制备方法包括以下步骤:

(1)制备聚酰亚胺蜂窝芯1:以聚酰亚胺纸、高温芯条胶及聚酰亚胺树脂为主要原料,经过涂胶、叠合、热压、拉伸、高温定型、浸胶、固化形成;其中聚酰亚胺纸的厚度为0.02mm,芯条胶为高温芯条胶,粘度控制在10s/50ml,高温定型、固化温度为250℃,固化时间为1h;

(2)制备阻燃碳纤维预浸料面板作上面板4和下面板:选用t300碳纤维进行编织,编织方式采用斜纹编织,再浸渍环氧树脂组合物;

(3)通过胶黏剂粘结上面板4、蜂窝芯1和下面板,最后整体放置于热压罐中固化成型,固化成型温度为130℃,成型压力为0.6mpa,固化时间为1h。

实施例2,参照图1,一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板:该碳纤维复合材料内饰板从上到下依次为:上面板4、第一胶黏剂层3、蜂窝芯1、第二胶黏剂层2和下面板;所述上面板4和下面板采用阻燃碳纤维材料通过碳纤维模压成型机模压制备而成,所述蜂窝芯1由正六边形聚酰亚胺蜂窝结构构成,所述第一、第二胶黏剂层2至采用热固性树脂。

上面板4的厚度为0.45mm,第一胶黏剂层3的厚度为0.2mm,蜂窝芯1的厚度为8mm,第二胶黏剂层2的厚度为0.2mm,下面板的厚度为0.45mm。制成上面板4和下面板的碳纤维选用t700或t800。织物编织方式采用纹二维编织。浸渍树脂采用环氧树脂组合物,环氧树脂组合物中环氧树脂的含量优选为50%,其余为固化剂与助剂占50%。所述的蜂窝芯1为聚酰亚胺蜂窝芯1,蜂窝孔格9.5mm,蜂窝密度为128kg/m3。所述的热固性树脂为酚醛树脂。该所述的蜂窝型碳纤维复合材料内饰板的制备方法包括以下步骤:

(1)制备聚酰亚胺蜂窝芯1:以聚酰亚胺纸、高温芯条胶及聚酰亚胺树脂为主要原料,经过涂胶、叠合、热压、拉伸、高温定型、浸胶、固化形成;其中聚酰亚胺纸的厚度为0.02mm,芯条胶为高温芯条胶,粘度控制在50s/50ml,高温定型、固化温度为400℃,固化时间为5h;

(2)制备阻燃碳纤维预浸料面板作上面板4和下面板:选用t700或t800碳纤维进行编织,编织方式采用平纹二维编织,再浸渍环氧树脂组合物;

(3)通过胶黏剂粘结上面板4、蜂窝芯1和下面板,最后整体放置于热压罐中固化成型,固化成型温度为170℃,成型压力为1.0mpa,固化时间为3h。

实施例3,参照图1,一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板:该碳纤维复合材料内饰板从上到下依次为:上面板4、第一胶黏剂层3、蜂窝芯1、第二胶黏剂层2和下面板;所述上面板4和下面板采用阻燃碳纤维材料通过碳纤维模压成型机模压制备而成,所述蜂窝芯1由正六边形聚酰亚胺蜂窝结构构成,所述第一、第二胶黏剂层2至采用热固性树脂。

上面板4的厚度为0.40mm,第一胶黏剂层3的厚度为0.15mm,蜂窝芯1的厚度为6mm,第二胶黏剂层2的厚度为0.15mm,下面板的厚度为0.40mm。制成上面板4和下面板的碳纤维选用t1000。织物编织方式采用斜纹或平纹二维编织。浸渍树脂采用环氧树脂组合物,环氧树脂组合物中环氧树脂的含量优选为45%,其余为固化剂与助剂。所述的蜂窝芯1为聚酰亚胺蜂窝芯1,蜂窝孔格5mm,蜂窝密度为90kg/m3。所述的热固性树脂为不饱和聚酯。该所述的蜂窝型碳纤维复合材料内饰板的制备方法包括以下步骤:

(1)制备聚酰亚胺蜂窝芯1:以聚酰亚胺纸、高温芯条胶及聚酰亚胺树脂为主要原料,经过涂胶、叠合、热压、拉伸、高温定型、浸胶、固化形成;其中聚酰亚胺纸的厚度为0.06mm,芯条胶为高温芯条胶,粘度控制在30s/50ml,高温定型、固化温度为300℃,固化时间为2h;

(2)制备阻燃碳纤维预浸料面板作上面板4和下面板:选用t1000碳纤维进行编织,编织方式采用斜纹或平纹二维编织,再浸渍环氧树脂组合物;

(3)通过胶黏剂粘结上面板4、蜂窝芯1和下面板,最后整体放置于热压罐中固化成型,固化成型温度为150℃,成型压力为0.8mpa,固化时间为2h。

实施例4,一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板的制备方法:

首先制备聚酰亚胺蜂窝芯1,选用0.07mm厚聚酰亚胺纸,进行涂胶,高温芯条胶粘度为30s/50ml,高温定型、固化温度为350℃,固化时间为3h,制备而得聚酰亚胺蜂窝芯1,制备的聚酰亚胺蜂窝芯1蜂窝孔格4.8mm,蜂窝密度为64kg/m3,备用。

然后制备阻燃碳纤维面板,上面板4和下面板采用阻燃碳纤维,碳纤维选用t700型,采用平纹编织,浸渍树脂采用环氧树脂,然后通过碳纤维模压成型机模压制备而成。

最后,通过胶黏剂环氧树脂粘结,整体放置于热压罐中固化成型。固化成型温度为140℃,成型压力为0.7mpa,固化时间为1.5h。

制备而成的蜂窝型碳纤维复合材料内饰板重量轻、强度高、刚性大、阻燃性能好,对减轻车船、飞机、高铁重量、降低噪音、震动、提高安全性、舒适性等,减少维修等均有重要作用,将会成为理想的内饰材料。

实施例5,一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板的制备方法:

首先制备聚酰亚胺蜂窝芯1,选用0.1mm厚聚酰亚胺纸,进行涂胶,高温芯条胶粘度为50s/50ml,高温定型、固化温度380℃,固化时间为4h,制备而得聚酰亚胺蜂窝芯1,制备的聚酰亚胺蜂窝芯1蜂窝孔格8.0mm,蜂窝密度为96kg/m3,备用。

然后制备阻燃碳纤维预浸料面板,上面板4和下面板采用阻燃碳纤维预,碳纤维选用t300型,采用斜纹编织,浸渍树脂采用酚醛树脂,然后通过碳纤维模压成型机模压制备而成。

最后,通过胶黏剂环氧树脂粘结,整体放置于热压罐中固化成型。固化成型温度为160℃,成型压力为0.9mpa,固化时间为2.5h。

制备而成的蜂窝型碳纤维复合材料内饰板重量轻、耐腐蚀性能好、刚度大、隔音效果好,阻燃性能优异。

实施例6,一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板的制备方法:

首先制备聚酰亚胺蜂窝芯1,选用0.09mm厚聚酰亚胺纸,进行涂胶,高温芯条胶粘度为20s/50ml,高温定型、固化温度为300℃,固化时间为2h,制备而得聚酰亚胺蜂窝芯1,制备的聚酰亚胺蜂窝芯1蜂窝孔格4.0mm,蜂窝密度为40kg/m3,备用。

然后制备阻燃碳纤维面板,上面板4和下面板采用阻燃碳纤维,碳纤维选用t800型,采用平纹编织,浸渍树脂采用环氧树脂,然后通过碳纤维模压成型机模压制备而成。

最后,通过胶黏剂酚醛树脂粘结,整体放置于热压罐中固化成型。固化成型温度为155℃,成型压力为0.8mpa,固化时间为2.2h。

制备而成的蜂窝型碳纤维复合材料内饰板重量轻、强度高、刚性大、阻燃性能好,是制备内饰板的理想方法。

实施例7,一种蜂窝型碳纤维复合材料内饰板的制备方法:

首先制备聚酰亚胺蜂窝芯1,选用0.05mm厚聚酰亚胺纸,进行涂胶,高温芯条胶粘度为10s/50ml,高温定型、固化温度为250℃,固化时间为4h,制备而得聚酰亚胺蜂窝芯1,制备的聚酰亚胺蜂窝芯1蜂窝孔格3.2mm,蜂窝密度为29kg/m3,备用。

然后制备阻燃碳纤维面板,上面板4和下面板采用阻燃碳纤维,碳纤维选用t1000型,采用斜纹编织,浸渍树脂采用环氧树脂,然后通过碳纤维模压成型机模压制备而成。

最后,通过胶黏剂不饱和聚酯粘结,整体放置于热压罐中固化成型。固化成型温度为145℃,成型压力为0.75mpa,固化时间为2h。

制备而成的蜂窝型碳纤维复合材料内饰板重量轻、强度高、刚性大,是制备内饰板的理想方法。

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