一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/呋喃树脂座椅骨架制备方法与流程

本发明涉及汽车配件制造领域，尤其是涉及一种汽车座椅骨架的制备方法。

背景技术：

新能源汽车是取代燃油汽车最理想、最有希望的绿色交通工具，随着新能源汽车的兴起，其相关问题越来越受到人们的重视。续航里程和汽车重量已成为新能源汽车的重点问题。目前，汽车的座椅骨架普遍采用碳钢结构，是比较重的座椅骨架。纤维增强复合材料汽车座椅骨架具有密度小、安全性高等显著优点，同体积纤维增强复合材料座椅重量不到碳钢结构座椅的50%，能有效降低汽车的重量；同时，纤维增强复合材料所具有的高比强度和比刚度、高阻尼、降噪减振等特性,能有效降低汽车振动和噪声,汽车受冲击时,能够吸收分散更多的能量,并可防冲击凹陷,使汽车安全舒适,另外压制工艺整体成形使得零件数量减少、尺寸精度更高,生产环节减少,优化成本，因此具有碳钢、工程塑料等传统座椅骨架无法比拟的优点。

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座椅骨架，解决现有座椅骨架较重，脆性过大。与此相应，本发明的另一个目的是提供上述汽车座椅骨架的制备方法，解决现有座椅骨架的制备方法复杂，没有兼顾座椅骨架刚度、变形能力的问题。

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/呋喃树脂复合材料座椅骨架的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一：将呋喃树脂与碳粉混合搅拌，其中碳粉目数为750目以下，混合物中，碳粉占重量百分比为3wt%-19wt%，余量为呋喃树脂；

步骤二：采用聚丙烯腈碳纤维布，将步骤一中树脂、固化剂、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2h-11h，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3-9层置于汽车座椅骨架模型的模具中，模具表面刷有脱模剂，在压机上压制、固化成型，制作汽车座椅骨架毛坯；

步骤四：将步骤三中制备的汽车座椅骨架坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，树脂溶液配置同步骤二，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150℃-200℃；

步骤六：将步骤五中制备的坯体按照汽车座椅骨架尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得汽车用聚丙烯腈碳纤维/呋喃树脂复合材料座椅骨架。

上述的一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/呋喃树脂复合材料座椅骨架的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的呋喃树脂为糠醇树脂、糠醛树脂、糠酮树脂。

上述的一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/呋喃树脂复合材料座椅骨架的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的聚丙烯腈碳纤维布为6k或12k平纹碳布或者是6k或12k斜纹碳布，固化剂为磷酸，在树脂中固化剂含量控制在4wt%-14wt%，余量为树脂，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：（0.2-2.0）。

上述的一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/呋喃树脂复合材料座椅骨架的制备方法，其特征在于，步骤三中所述的压机施加压力大小为20mpa-30mpa，固化温度为140℃-190℃，固化升温速率为10℃/h-20℃/h，固化保温时间为10h-20h。

上述的一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/呋喃树脂复合材料座椅骨架的制备方法，其特征在于，步骤四中所述的呋喃树脂为糠醇树脂、糠醛树脂、糠酮树脂。

上述的一种汽车用聚丙烯腈碳纤维/呋喃树脂复合材料座椅骨架的制备方法，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/呋喃树脂复合材料结构，制备的汽车用聚丙烯腈碳纤维/呋喃树脂复合材料座椅骨架，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，解决现有座椅骨架的制备方法复杂，没有兼顾座椅骨架刚度、变形能力的问题。

附图说明

图1是本发明制备汽车用聚丙烯腈碳纤维/呋喃树脂复合材料座椅骨架的工艺流程框图。

具体实施方式

实施例1

步骤一：将呋喃树脂与碳粉混合搅拌，其中碳粉目数为800目，混合物中，碳粉占重量百分比为3wt%，余量为呋喃树脂，呋喃树脂为糠醇树脂；

步骤二：采用聚丙烯腈碳纤维布，将步骤一中树脂、固化剂、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2h，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，固化剂为磷酸，在树脂中固化剂含量控制在4wt%，余量为树脂，有机溶剂为酒精，树脂混合物与有机溶剂混合重量比为1：0.2；

步骤三：将步骤二中聚丙烯腈碳纤维浸渍布铺层3层置于汽车座椅骨架模型的模具中，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20mpa，固化温度为140℃，固化升温速率为10℃/h，固化保温时间为10h，制作汽车座椅骨架毛坯；

步骤四：将步骤三中制备的汽车座椅骨架坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，树脂溶液配置同步骤二，浸渍时间为1h，呋喃树脂为糠醇树脂；

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座椅骨架尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得汽车用聚丙烯腈碳纤维/呋喃树脂复合材料座椅骨架。

实施例2

步骤一：将呋喃树脂与碳粉混合搅拌，其中碳粉目数为850目，混合物中，碳粉占重量百分比为11wt%，余量为呋喃树脂，呋喃树脂为糠醛树脂；

步骤二：采用聚丙烯腈碳纤维布，将步骤一中树脂、固化剂、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6h，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12k平纹碳布，固化剂为磷酸，在树脂中固化剂含量控制在9wt%，余量为树脂，有机溶剂为丙酮，树脂混合物与有机溶剂混合重量比为1：1.2；

步骤三：将步骤二中聚丙烯腈碳纤维浸渍布铺层6层置于汽车座椅骨架模型的模具中，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25mpa，固化温度为165℃，固化升温速率为15℃/h，固化保温时间为15h，制作汽车座椅骨架毛坯；

步骤四：将步骤三中制备的汽车座椅骨架坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，树脂溶液配置同步骤二，浸渍时间为3h，呋喃树脂为糠醛树脂；

步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为170℃，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座椅骨架尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得汽车用聚丙烯腈碳纤维/呋喃树脂复合材料座椅骨架。

实施例3

步骤一：将呋喃树脂与碳粉混合搅拌，其中碳粉目数为900目，混合物中，碳粉占重量百分比为19wt%，余量为呋喃树脂，呋喃树脂为糠酮树脂；

步骤二：采用聚丙烯腈碳纤维布，将步骤一中树脂、固化剂、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11h，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缎纹碳布，固化剂为磷酸，在树脂中固化剂含量控制在14wt%，余量为树脂，有机溶剂为酒精，树脂混合物与有机溶剂混合重量比为1：2.0；

步骤三：将步骤二中聚丙烯腈碳纤维浸渍布铺层9层置于汽车座椅骨架模型的模具中，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30mpa，固化温度为190℃，固化升温速率为20℃/h，固化保温时间为20h，制作汽车座椅骨架毛坯；

步骤四：将步骤三中制备的汽车座椅骨架坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，树脂溶液配置同步骤二，浸渍时间为5h，呋喃树脂为糠酮树脂；

步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为200℃，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座椅骨架尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得汽车用聚丙烯腈碳纤维/呋喃树脂复合材料座椅骨架。

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。