一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂引擎盖制备方法与流程

本发明涉及汽车配件制造领域，尤其是涉及一种汽车引擎盖的制备方法。

背景技术：

目前，随着排放标准的提高和节能减排的压力日益增大，国内外汽车制造商都注重对车身进行减重，采用新材料就是一项有效的减重措施。如大量铝合金、高强钢、碳纤维复合材料等高强度材料正在应用于汽车结构的设计与制造。其中，碳纤维复合材料应用于汽车结构能大幅度降低车身重量，汽车引擎盖作为汽车结构中不可或缺的覆盖件。传统的钣金结构形式的汽车引擎盖，采用内外两层钣金结构经过冲压工艺成型而成。据估计，将钣金结构的汽车引擎盖用碳纤维复合材料进行重新设计，能减重50％以上。目前，碳纤维复合材料汽车引擎盖主要有三种形式：1)碳纤维复合材料层合板内外板结构，内外两层板类似金属钣金件，通过胶接连接而成，该类结构缺点是减重不明显，结构强度、刚度过大，不利于行人保护；2)碳纤维复合材料泡沫夹芯结构，这种结构中采用了与碳纤维复合材料面板等尺寸的泡沫夹芯材料，刚度过高，硬而脆，也不利于行人保护；3)碳纤维复合材料蜂窝夹芯结构，这种结构不但减重明显，而且刚度、强度适中，有很好的行人保护作用，缺点是只适合预浸料工艺，制造成本高、生产效率低。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的之一是提供一种新型的汽车引擎盖，解决现有引擎盖刚度过高，脆性过大，以及不利于行人保护的问题，并且结构简单。与此相应，本发明的另一个目的是提供上述汽车引擎盖的制备方法，解决现有引擎盖的制备方法复杂，没有兼顾引擎盖刚度、变形能力和行人保护的问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料引擎盖的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一：将酚醛树脂与碳粉混合搅拌，其中碳粉目数为200目以下，混合物中，碳粉占重量百分比为2wt%-10wt%，余量为酚醛树脂；

步骤二：采用聚丙烯腈碳纤维布，将步骤一中树脂加有机溶剂配置树脂溶液作为主要原材料，将聚丙烯腈碳纤维布浸渍在树脂溶液中，浸渍时间为2h-6h，取出碳纤维布晾置4h-20h，使得碳纤维浸渍布处于半干状态；

步骤三：将步骤二中聚丙烯腈碳纤维浸渍布铺层3-15层置于汽车引擎盖模型的模具中，模具表面刷有脱模剂，在压机上压制、固化成型，制作汽车引擎盖毛坯；

步骤四：将步骤三中制备的汽车引擎盖坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，浸渍时间为1h-5h；

步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为120℃-180℃；

步骤六：将步骤五中制备的坯体按照汽车引擎盖尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料引擎盖。

上述的一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料引擎盖的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的酚醛树脂为醇溶性酚醛树脂、油溶性酚醛树脂或改性酚醛树脂。

上述的一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料引擎盖的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的聚丙烯腈碳纤维布为3k或6k平纹碳布或者是3k或6k斜纹碳布，有机溶剂为酒精或者丙酮，其中树脂混合物与有机溶剂混合重量比为1：（0.5-5.0）。

上述的一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料引擎盖的制备方法，其特征在于，步骤三中所述的压机施加压力大小为5mpa-10mpa，固化温度为120℃-180℃，固化升温速率为5℃/h-20℃/h，固化保温时间为2h-20h。

上述的一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料引擎盖的制备方法，其特征在于，步骤四中所述的酚醛树脂为醇溶性酚醛树脂、油溶性酚醛树脂或改性酚醛树脂。

上述的一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料引擎盖的制备方法，其特征在于，步骤五中所述的固化升温速率为5℃/h-20℃/h，固化保温时间为2h-20h。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料结构，制备的汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料引擎盖，具有密度低、力学性能优异，机械强度高、抗疲劳、耐腐蚀、减振和绝缘性好以及抗冲击韧性好等优点，解决现有引擎盖刚度过高，脆性过大，以及不利于行人保护的问题，并且结构简单。并且该结构碳纤维复合材料引擎盖具有隔音和吸音的效果，能够解决由于发动机声音过大引起噪音污染等问题。

附图说明

图1是本发明制备汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料引擎盖的工艺流程框图。

具体实施方式

实施例1

步骤一：将酚醛树脂与碳粉混合搅拌，其中碳粉目数为250目，混合物中，碳粉占重量百分比为2wt%，余量为酚醛树脂，酚醛树脂为醇溶性酚醛树脂；

步骤二：采用聚丙烯腈碳纤维布，将步骤一中树脂加有机溶剂配置树脂溶液作为主要原材料，将聚丙烯腈碳纤维布浸渍在树脂溶液中，浸渍时间为2h，取出碳纤维布晾置4h，使得碳纤维浸渍布处于半干状态，其中聚丙烯腈碳纤维布为3k平纹碳布，有机溶剂为酒精，树脂混合物与有机溶剂混合重量比为1：0.5；

步骤三：将步骤二中聚丙烯腈碳纤维浸渍布铺层3层置于汽车引擎盖模型的模具中，模具表面刷有脱模剂，在压机上压制、固化成型，压机施加压力大小为5mpa，固化温度为120℃，固化升温速率为5℃/h，固化保温时间为2h，制作汽车引擎盖毛坯；

步骤四：将步骤三中制备的汽车引擎盖坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，浸渍时间为1h，酚醛树脂为醇溶性酚醛树脂；

步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为120℃，固化升温速率为5℃/h，固化保温时间为2h；

步骤六：将步骤五中制备的坯体按照汽车引擎盖尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料引擎盖。

实施例2

步骤一：将酚醛树脂与碳粉混合搅拌，其中碳粉目数为300目，混合物中，碳粉占重量百分比为5wt%，余量为酚醛树脂，酚醛树脂为油溶性酚醛树脂；

步骤二：采用聚丙烯腈碳纤维布，将步骤一中树脂加有机溶剂配置树脂溶液作为主要原材料，将聚丙烯腈碳纤维布浸渍在树脂溶液中，浸渍时间为4h，取出碳纤维布晾置10h，使得碳纤维浸渍布处于半干状态，其中聚丙烯腈碳纤维布为6k平纹碳布，有机溶剂为丙酮，树脂混合物与有机溶剂混合重量比为1：2.5；

步骤三：将步骤二中聚丙烯腈碳纤维浸渍布铺层8层置于汽车引擎盖模型的模具中，模具表面刷有脱模剂，在压机上压制、固化成型，压机施加压力大小为8mpa，固化温度为150℃，固化升温速率为10℃/h，固化保温时间为10h，制作汽车引擎盖毛坯；

步骤四：将步骤三中制备的汽车引擎盖坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，浸渍时间为3h，酚醛树脂为油溶性酚醛树脂；

步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为150℃，固化升温速率为10℃/h，固化保温时间为10h；

步骤六：将步骤五中制备的坯体按照汽车引擎盖尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料引擎盖。

实施例3

步骤一：将酚醛树脂与碳粉混合搅拌，其中碳粉目数为400目，混合物中，碳粉占重量百分比为10wt%，余量为酚醛树脂，酚醛树脂为改性酚醛树脂；

步骤二：采用聚丙烯腈碳纤维布，将步骤一中树脂加有机溶剂配置树脂溶液作为主要原材料，将聚丙烯腈碳纤维布浸渍在树脂溶液中，浸渍时间为6h，取出碳纤维布晾置20h，使得碳纤维浸渍布处于半干状态，其中聚丙烯腈碳纤维布为3k缎纹碳布，有机溶剂为酒精，树脂混合物与有机溶剂混合重量比为1：5.0；

步骤三：将步骤二中聚丙烯腈碳纤维浸渍布铺层15层置于汽车引擎盖模型的模具中，模具表面刷有脱模剂，在压机上压制、固化成型，压机施加压力大小为10mpa，固化温度为180℃，固化升温速率为20℃/h，固化保温时间为20h，制作汽车引擎盖毛坯；

步骤四：将步骤三中制备的汽车引擎盖坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，浸渍时间为5h，酚醛树脂为改性酚醛树脂；

步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为180℃，固化升温速率为20℃/h，固化保温时间为20h；

步骤六：将步骤五中制备的坯体按照汽车引擎盖尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得汽车用聚丙烯腈碳纤维/酚醛树脂复合材料引擎盖。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。