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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710739167.3 (22)申请日 2017.08.25 (71)申请人 中信戴卡股份有限公司 地址 066011 河北省秦皇岛市经济技术开 发区龙海道185号 (72)发明人 曹健强肖令阿拉腾张伟 张东辉谢高伟凌凯张艳平 (51)Int.Cl. C08J 7/04(2006.01) C08J 7/00(2006.01) (54)发明名称 一种用于处理碳纤维复合材料表面的方法 (57)摘要 本发明提供一种用于处理碳纤维复合材料 表面的方法， 其特征在于， 所述的方法包括。
2、步骤： （1） 将碳纤维增强树脂符合材料进行预处理的步 骤；（2） 向碳纤维增强树脂基复合材料表面上涂 刷底涂；（3） 将UV底涂固化后的碳纤维增强树脂 基复合材料表面进行打磨处理；（4） 向UV底涂固 化后的碳纤维增强树脂基复合材料表面上喷涂 保护漆并且通过UV固化机固化。 本发明的技术方 案的优点在于， 采用了UV底涂+UV保护漆的防护 体系， 能有效地改善碳纤维增强树脂基复合材料 表面效果， 提高相关产品的可靠性。 权利要求书1页 说明书4页 CN 107474290 A 2017.12.15 CN 107474290 A 1.一种用于处理碳纤维复合材料表面的方法， 其特征在于， 所述的。
3、方法包括步骤：（1） 将碳纤维增强树脂符复合材料进行预处理的步骤， 其中使用800目砂纸打磨， 用去离子水冲 洗并且在60-90摄氏度下烘烤30-50分钟；（2） 向碳纤维增强树脂基复合材料表面上涂刷底 涂， 用平板将多余的底涂刮掉， 然后通过UV固化机固化， 其中所述的底涂为UV底涂， UV底涂 的粘度为20下5060秒， 厚度为2040微米；（3） 将UV底涂固化后的碳纤维增强树脂基复 合材料表面进行打磨处理， 其中首先800目砂纸打磨， 随后去离子水清洗， 最后80烘烤40 分钟；（4） 向UV底涂固化后的碳纤维增强树脂基复合材料表面上喷涂保护漆并且通过UV固 化机固化， 所述的保护漆为。
4、UV漆， 所述的UV漆的粘度为20下1316秒， 厚度为640860微 米。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在步骤 （1） 中， 烘烤在80摄氏度下进行40分 钟。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在步骤 （1） 中， 所述的砂纸为800目海绵砂 纸， 烘烤采用烘箱加热方式。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在步骤 （3） 中， 烘烤在80摄氏度下进行40分 钟。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在步骤 （3） 中， 所述的砂纸为800目海绵砂 纸， 烘烤采用烘箱加热方式。 权利要求书 1/1 页 2 CN 107474290 A 2 。
5、一种用于处理碳纤维复合材料表面的方法 技术领域 0001 本发明涉及复合材料表面处理领域， 具体地涉及一种用于处理碳纤维复合材料表 面的方法。 背景技术 0002 碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。 其中含碳量高于99%的称石墨纤维。 碳纤维的微观结构类似人造石墨， 是乱层石墨结构。 碳纤维各层面间的间距约为3.39到 3.42A， 各平行层面间的各个碳原子， 排列不如石墨那样规整， 层与层之间借范德华力连接 在一起。 碳纤维是一种的力学性能优异的新材料。 碳纤维拉伸强度约为2到7GPa， 拉伸模量 约为200到700GPa。 密度约为1.5到2.0克每立方厘米， 这除与原丝结构有关外。
6、， 主要决定于 炭化处理的温度。 一般经过高温3000石墨化处理， 密度可达2.0克每立方厘。 再加上它的 重量很轻， 它的比重比铝还要轻， 不到钢的1/4， 比强度是铁的20倍。 碳纤维的热膨胀系数与 其它纤维不同， 它有各向异性的特点。 碳纤维的比热容一般为7.12。 热导率随温度升高而下 降平行于纤维方向是负值 （0.72到0.90） ， 而垂直于纤维方向是正值 （32到22） 。 碳纤维的比 电阻与纤维的类型有关， 在25时， 高模量为775， 高强度碳纤维为每厘米1500。 这使得碳纤 维在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量。 同钛、 钢、 铝等金属材料相比， 碳纤维 在物理性。
7、能上具有强度大、 模量高、 密度低、 线膨胀系数小等特点， 可以称为新材料之王。 碳 纤维除了具有一般碳素材料的特性外， 其外形有显着的各向异性柔软， 可加工成各种织物， 又由于比重小， 沿纤维轴方向表现出很高的强度， 碳纤维增强环氧树脂复合材料， 其比强 度、 比模量综合指标， 在现有结构材料中是最高的。 0003 碳纤维材料通过树脂粘合成型之后， 具有机械强度高， 密度低等优秀特性， 常用于 自行车车身、 汽车车身、 汽车轮毂等场合。 当其用于制造碳纤维轮毂时， 与铝合金轮毂相比， 可以降低轮毂重量30%以上， 具有广阔的减重前景。 0004 然而， 碳纤维增强树脂基复合材料制品表面存在很。
8、多微孔， 使得碳纤维增强树脂 基复合材料的表面防护处理变得困难很多。 0005 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种碳纤维增强树脂基复合材料表面处理防护的方法， 该方 法能有效地改善碳纤维增强树脂基复合材料表面效果， 提高相关产品的可靠性。 0007 具体地， 本发明公开了一种碳纤维增强树脂基复合材料表面处理防护的方法， 采 用了UV底涂+UV保护漆的防护体系， 能有效地改善碳纤维增强树脂基复合材料表面效果， 提 高相关产品的可靠性。 0008 在本发明的一个方面， 提供了一种用于处理碳纤维复合材料表面的方法， 其特征 在于， 所述的方法包括步骤：（1） 将碳纤维增强树脂复合材料进行预处。
9、理的步骤， 其中使用 800目砂纸打磨， 用去离子水冲洗并且在60-90摄氏度下烘烤30-50分钟；（2） 向碳纤维增强 说明书 1/4 页 3 CN 107474290 A 3 树脂基复合材料表面上涂刷底涂， 用平板将多余的底涂刮掉， 然后通过UV固化机固化， 其中 所述的底涂为UV底涂， UV底涂的粘度为20下5060秒， 厚度为2040微米；（3） 将UV底涂 固化后的碳纤维增强树脂基复合材料表面进行打磨处理， 其中首先800目砂纸打磨， 随后去 离子水清洗， 最后80烘烤40分钟；（4） 向UV底涂固化后的碳纤维增强树脂基复合材料表面 上喷涂保护漆并且通过UV固化机固化， 所述的保护漆。
10、为UV漆， 所述的UV漆的粘度为20下 1316秒， 厚度为4060微米。 0009 在本发明优选的方面， 在步骤 （1） 中， 烘烤在80摄氏度下进行40分钟。 0010 在本发明优选的方面， 在步骤 （1） 中， 所述的砂纸为800目海绵砂纸， 烘烤采用烘箱 加热方式。 0011 在本发明优选的方面， 在步骤 （3） 中， 烘烤在80摄氏度下进行40分钟。 0012 在本发明优选的方面， 在步骤 （3） 中， 所述的砂纸为800目海绵砂纸， 烘烤采用烘箱 加热方式。 0013 本发明的技术方案的优点在于， 采用了UV底涂+UV保护漆的防护体系， 能有效地改 善碳纤维增强树脂基复合材料表面效。
11、果， 提高相关产品的可靠性。 0014 具体实施方式 0015 实施例1 所使用的碳纤维增强树脂基复合材料为树脂含量为40%的碳纤维增强树脂基复合材 料。 在本实施例中， 具体选择的为碳纤维增强树脂基复合材料样板。 取3块同样的碳纤维增 强树脂基复合材料进行以下的试验。 0016 将碳纤维增强树脂基复合材料样板用800目的3M海绵砂纸进行打磨， 然后用去离 子水清洗， 冷风吹干后， 使用上海一恒电热鼓风干燥箱80加热40分钟。 0017 随后， 在碳纤维增强树脂基复合材料样板表面涂刷UV底涂， UV底涂的粘度为50 60秒 （20） ， 厚度为2040微米， 然后采用FUSION UV固化机进。
12、行固化， UV固化能量为800- 1000毫焦/平方厘米。 所使用的UV底涂购自秦皇岛市洁宝贸易有限公司， 货号为UV01-0017。 0018 再将固化后的碳纤维增强树脂基复合材料样板用800目的3M海绵砂纸进行打磨， 然后用去离子水清洗， 冷风吹干后， 使用上海一恒电热鼓风干燥箱80加热40分钟。 0019 随后， 再使用瓦格纳喷漆设备对碳纤维增强树脂基复合材料样板表面喷UV保护 漆， UV保护漆的粘度为1316秒 （20） ， 厚度为4060微米， 然后采用FUSION UV固化机进 行固化， UV固化能量为800-1000毫焦/平方厘米。 所使用的UV保护漆购自秦皇岛市洁宝贸易 有限公。
13、司， 货号为UV02-0104。 0020 实施例2 所使用的碳纤维增强树脂基复合材料为树脂含量为40%的碳纤维增强树脂基复合材 料。 在本实施例中， 具体选择的为碳纤维增强树脂基复合材料样板。 取3块同样的碳纤维增 强树脂基复合材料进行以下的试验。 0021 将碳纤维增强树脂基复合材料样板用800目的3M海绵砂纸进行打磨， 然后用去离 子水清洗， 冷风吹干后， 使用上海一恒电热鼓风干燥箱80加热40分钟。 说明书 2/4 页 4 CN 107474290 A 4 0022 随后， 在碳纤维增强树脂基复合材料样板表面涂刷UV保护漆， UV保护漆的粘度为 1316秒 （20） ， 厚度为2040。
14、微米， 然后采用FUSION UV固化机进行固化， UV固化能量为 800-1000毫焦/平方厘米。 所使用的UV保护漆购自秦皇岛市洁宝贸易有限公司， 货号为 UV02-0104。 0023 再将固化后的碳纤维增强树脂基复合材料样板用800目的3M海绵砂纸进行打磨， 然后用去离子水清洗， 冷风吹干后， 使用上海一恒电热鼓风干燥箱80加热40分钟。 0024 随后， 再使用瓦格纳喷漆设备对碳纤维增强树脂基复合材料样板表面喷UV保护 漆， UV保护漆的粘度为1316秒 （20） ， 厚度为4060微米， 然后采用FUSION UV固化机进 行固化， UV固化能量为800-1000毫焦/平方厘米。 。
15、所使用的UV保护漆购自秦皇岛市洁宝贸易 有限公司， 货号为UV02-0104。 0025 实施例3 所使用的碳纤维增强树脂基复合材料为树脂含量为40%的碳纤维增强树脂基复合材 料。 在本实施例中， 具体选择的为碳纤维增强树脂基复合材料样板。 取3块同样的碳纤维增 强树脂基复合材料进行以下的试验。 0026 将碳纤维增强树脂基复合材料样板用800目的3M海绵砂纸进行打磨， 然后用去离 子水清洗， 冷风吹干后， 使用上海一恒电热鼓风干燥箱80加热40分钟。 0027 随后， 使用瓦格纳喷粉设备对碳纤维增强树脂基复合材料样板表面喷透明粉， 透 明粉的厚度为4060微米， 并且在177摄氏度条件下固化。
16、17分钟。 所使用的透明粉为丙烯酸 成分的透明粉， 其购自阿克苏诺贝尔粉末涂料有限公司， 货号为158C121。 0028 再将固化后的碳纤维增强树脂基复合材料样板用800目的3M海绵砂纸进行打磨， 然后用去离子水清洗， 冷风吹干后， 使用上海一恒电热鼓风干燥箱80加热40分钟。 0029 向该碳纤维增强树脂基复合材料样板表面喷透明漆并且进行固化， 透明漆厚度为 1520微米， 在150摄氏度条件下固化15分钟。 所述的透明漆为丙烯酸成分的漆。 其购自德 国LANKWITZER公司， 货号为RF20-0007/1。 0030 实施例4： 实施例1、 2、 3的样板的质量 通过金相法 （依据标准。
17、ISO1463:2003） 测得， 实施例1中的UV底涂的平均厚度为22 m， UV 保护漆的平均厚度为49 m。 实施例2中的UV保护漆的平均厚度为67 m。 实施例3中的透明粉 的平均厚度为54 m， 透明漆的厚度为16 m。 0031 通过灯箱下观察， 实施例1中碳纤维增强树脂基复合材料样板的外观平整光滑、 无 明显缺陷， 符合要求。 实施例2中的碳纤维增强树脂基复合材料样板外观存在较多的针孔缺 陷， 不符合要求。 实施例3中的碳纤维增强树脂基复合材料样板的存在针孔缺陷， 不符合要 求。 0032 通过CASS试验 （依据标准ISO9227:2012） ， 实施例1中的碳纤维增强树脂基复。
18、合材 料样板经试验后， 起泡程度0， 划格检测特征值0级， 附着力强度符合要求 （依据标准 ISO2409:2013） 。 实施例2中的碳纤维增强树脂基复合材料样板经试验后， 起泡程度0， 划格 检测特征值0级， 附着力强度符合要求 （依据标准ISO2409:2013） 。 实施例3中的碳纤维增强 树脂基复合材料样板经试验后， 起泡程度0， 划格检测特征值3级， 附着力强度不符合要求 说明书 3/4 页 5 CN 107474290 A 5 （依据标准ISO2409:2013） 。 0033 通过1600h湿热气候老化试验 （依据标准PV3930:2008） ， 实施例1中的碳纤维增强 树脂基。
19、复合材料样板经试验后， 色差值dE:1.90， dL:1.81， da:0.36， db:1.31， 在色差允许范 围之内 （dE/dL/da/db2.0/2.0/1.5/1.5） ； 60o光泽度变化为2.25%， 在允许公差范围之内 （-10%15%） ； 划格检测特性值0级 （依据标准ISO2409:2013） ， 附着力强度符合要求。 实施例2 中的碳纤维增强树脂基复合材料样板经试验后， 色差值dE:4.23， dL:3.02， da:0.38， db: 2.91， 超出色差允许范围之内 （dE/dL/da/db2.0/2.0/1.5/1.5） ； 60o光泽度变化为5.5%， 在允许公差范围之内 （-10%15%） ； 划格检测特性值5级 （依据标准ISO2409:2013） ， 附着力强 度不符合要求。 实施例3中的碳纤维增强树脂基复合材料样板经试验后， 色差值dE:5.30， dL:4.85， da:0.56， db:4.63， 超出色差允许范围之内 （dE/dL/da/db2.0/2.0/1.5/1.5） ； 60o光泽度变化为17.75%， 超出允许公差范围 （-10%15%） ； 划格检测特性值5级 （依据标准 ISO2409:2013） ， 附着力强度不符合要求。 说明书 4/4 页 6 CN 107474290 A 6 。