[发明专利]一种碳纤维汽车座椅靠背骨架及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车安全设计领域，具体涉及一种碳纤维汽车座椅靠背骨架及其制备方法。

背景技术

近年来，随着汽车保有量的增加，汽车道路交通事故呈逐年上升趋势。在这些事故中，座椅作为减少损伤的安全部件对乘员起到了决定性的保护作用，使其成为汽车安全性研究中的重要部件。汽车座椅安全性能的静强度及冲击强度两个主要方面。根据GB15083《汽车座椅系统强度要求及试验方法》的规定，分别通过靠背各自的质心沿水平向前施加相当于各自重量20倍的负荷和因正面碰撞产生的冲击强度时，乘员不允许从安全带里滑出，座椅零件及止动和调节装置不准碎裂或拉断，允许弯曲。靠背松开装置(两门)仍需保持功能完好。

碳纤维复合材料主要是有碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上.碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不通用的是，其外形有显著的各向异性，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。目前传统汽车座椅骨架倾向于轻金属如钢铁、铝合金、镁合金等，重量较大。使用复合材料较少。使用碳纤维复合材料的座椅能大大提高座椅的安全性能，减少因事故发生的碰撞造成对人体的损伤，特别是头部。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种由碳纤维复合材料框架组成座椅靠背骨架及其制备方法，采用干法缠绕成型工艺，使用碳纤维材料，比金属材料更轻质。静强度优于金属，且可设计性强。解决降低了因碰撞产生的金属变形造成的对人体的身体、头部挤压、压迫伤害。

本发明采用如下技术方案，一种由碳纤维复合材料框架组成座椅靠背骨架的制备方法，包括以下步骤：

（1）制作直管/弯管的型管-碳纤维复合材料

1）在芯模上涂覆硅脂类脱模剂；

2）配置中低温固化树脂体系；

3）将碳纤维纤维集束（纱式带）浸入配好的低温固化树脂体系，充分浸润，其中，碳纤维织物铺层中的碳纤维织物与所述树脂用量比为5：5-6：4；

4）在张力控制下直接缠绕到芯模上，缠绕角度为[±45°/90°／±45°/ 90°/±45°］；

5）缠绕完毕后，将芯模一起置于烘箱中，采用旋转固化，固化温度在 80-120℃，固化时间为 10-12 小时，升降温速率控制在5-10℃/min；

6）降温、脱模对制品进行预处理；

（2）连接部分

弯管与直管进行胶结；

（3）后处理

固化胶结完成后钻圆孔，表面哑光处理。

作为本发明的优选的实施方案，所述的芯模为方形或圆形石膏类。

作为本发明的优选的实施方案，所述的硅脂类脱模剂Xtend release807，为美国Axel塑料研究实验室有限公司的产品。

作为本发明的优选的实施方案，所述低温固化树脂体系由环氧树脂和固化剂组成，两者的质量比为100:80，其中所述的环氧树脂选自EPON135环氧树脂或E56环氧树脂，所述的固化剂为EPON1366或酸酐类固化剂，所述的酸酐类固化剂为甲基六氢苯酐。

作为本发明的优选的实施方案，碳纤维织物铺层中的碳纤维织物与所述树脂用量比为5.5：4.5。

作为本发明的优选的实施方案，所述的胶结采用3MDP420胶水。

本发明还保护上述制备方法获得的由碳纤维复合材料框架组成座椅靠背骨架。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）具体的工艺参数以及缠绕角度可以保障在受到人体承重或外部冲击式起到抗冲击，提供高刚度，高强度的作用。

（2）本发明使用的碳纤维复合材料制作的汽车，比原钢制件轻了约1/3。减重明显。减少了原钢制件的加强板、焊接等复杂程序，一体成型。

（3）使用碳纤维增强材料，减少了因车辆行驶不同道路上产生的因振动造成的噪音污染。使用碳纤维增强复合材料制作的座椅靠背骨架有耐刮擦、耐腐蚀、具有比钢制件使用寿命大大延长的优点。

附图说明

下面结合附图进行进一步说明：

图1是本发明的制备工艺流程；

图2是座椅后靠骨架的正视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚，本发明用以下具体实施例进行说明，但本发明绝非限于这些例子。

实施例1