技术领域：
[0001] 本
发明涉及一种
注塑成型工艺，具体涉及一种
碳纤维与注塑结合的成型工艺。背景技术：
[0002] 目前
汽车产品中为了提高配件的性能，将碳纤维引入汽车产品中，但是由于碳纤维产品的特殊性，无法完成扣位的成型。
现有技术中，碳纤维材料的加工处理大多是在碳纤维表面通过贴纸、贴布等手工方式加工为主，产品表面不平整，手工加工效率低、报废率高、从而造成碳纤维材料加工成本高，此外，传统工艺在加工碳纤维材料时需要做光油处理，加工完成的碳纤维制品容易存在黄变、脱层、起泡等品质问题，同时也存在污染环境的问题，例如在做光油处理时所使用的
溶剂存在刺鼻的气味，光油处理后会产生一定量的
废水，废水需要处理后才能排放，从而造成后处理成本占整个产品加工成本三分之一以上，另外，现有的碳纤维制品加工工艺工人布局不合理，导致用工成本大大提高。发明内容：
[0003] 本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种碳纤维与注塑结合的成型工艺。
[0004] 本发明采用的技术方案为：一种碳纤维与注塑结合的成型工艺，该工艺包括以下步骤：
[0005] 步骤一、预成型工序：将碳纤维布预加工成型；
[0006] 步骤二：注塑成型工序：将预加工成型的碳纤维布放入
注塑模具中，使用
真空吸盘固定碳纤维布，合模将注塑料注入模具中完成碳纤维布的注塑成型。
[0007] 优选的，所述的预成型工序包括以下步骤：
[0008] 步骤一：裁剪碳纤维布，将碳纤维布根据产品需要裁剪成
指定的尺寸；
[0009] 步骤二：将裁剪后的碳纤维布放入烘箱内进行
烘烤，在60-70℃烘烤60-90min，烘烤后将碳纤维布预成型；
[0010] 步骤三：将
热压成型机上的模具
温度预热至38-42℃，将预成型的碳纤维布放入模具内，使用压型工装将碳纤维布进一步按压至模具内，保持1-5min，使用热压成型机对模具内的碳纤维布进行热压并对模具进行升温，当温度升至130-140℃时保持15-30min；
[0011] 步骤四：对热压成型机模具内的碳纤维布进行加压，气压强度为10KG并抽真空，真空度抽至不高于-0.1MPa时保持1-5min后，循环3-5次加压抽真空操作；
[0012] 步骤五：将热压成型机的模具温度降至25-35℃，打开模具将模具内的碳纤维布取出。
[0013] 优选的，所述的注塑成型工序包括以下步骤：
[0014] 步骤一：切边工序：切割预成型工序加工后的碳纤维布的边缘，将切割后的碳纤维布放入注塑模具中；
[0015] 步骤二：注塑工序：使用真空吸盘
吸附固定碳纤维布，将注塑模具合模，将注塑料注入模具中注塑成型后，将注塑后的产品出模冷却至室温。
[0016] 优选的，所述注塑料由以下重量份数的组份组成：基料80-120份、木素磺酸钠2-4份、羧甲基壳聚糖3-5份、二甲基二硫代
氨基
甲酸锌1-3份。
[0017] 优选的，所述基料为热塑性塑料颗粒。
[0018] 优选的，所述热塑性塑料颗粒选自：聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酰胺、聚乳酸、改性尼龙、聚甲基
丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚醚醚
酮、聚氯乙烯中任一种、两种或两种以上任意比例的混合物。
[0019] 优选的，所述碳纤维布选自：平纹碳纤维、斜纹碳纤维、芳纶碳纤维中的任一种。
[0020] 本发明的有益效果为：该成型工艺在整个处理过程中无需光油处理，碳纤维与热塑性材料之间也无需使用胶水等浸渍，更加环保，此外，采用本发明中的成型工艺制备的产品零部件耐黄变性能佳，长期使用也不会出现脱皮、起泡等品质问题。另外，本发明中的成型工艺大大降低了现有的碳纤维布加工的成本，制造工艺符合环保需求，制造的产品也不会存在气味等问题。具体实施方式：
[0021] 结合具体
实施例对本发明进行进一步说明：
[0022] 实施例一：
[0023] 一种碳纤维与注塑结合的成型工艺，该工艺包括以下步骤：
[0024] 步骤一、预成型工序：将碳纤维布预加工成型；
[0025] 步骤二：注塑成型工序：将预加工成型的碳纤维布放入注塑模具中，使用真空吸盘固定碳纤维布，合模将注塑料注入模具中完成碳纤维布的注塑成型。
[0026] 所述的预成型工序包括以下步骤：
[0027] 步骤一：裁剪碳纤维布，将碳纤维布根据产品需要裁剪成指定的尺寸；
[0028] 步骤二：将裁剪后的碳纤维布放入烘箱内进行烘烤，在60℃烘烤90min，烘烤后将碳纤维布预成型；
[0029] 步骤三：将热压成型机上的模具温度预热至38℃，将预成型的碳纤维布放入模具内，使用压型工装将碳纤维布进一步按压至模具内，保持5min，使用热压成型机对模具内的碳纤维布进行热压并对模具进行升温，当温度升至130℃时保持30min；
[0030] 步骤四：对热压成型机模具内的碳纤维布进行加压，气压强度为10KG并抽真空，真空度抽至不高于-0.1MPa时保持1min后，循环3次加压抽真空操作；
[0031] 步骤五：将热压成型机的模具温度降至25℃，打开模具将模具内的碳纤维布取出。
[0032] 所述的注塑成型工序包括以下步骤：
[0033] 步骤一：切边工序：切割预成型工序加工后的碳纤维布的边缘，将切割后的碳纤维布放入注塑模具中；
[0034] 步骤二：注塑工序：使用真空吸盘吸附固定碳纤维布，将注塑模具合模，将注塑料注入模具中注塑成型后，将注塑后的产品出模冷却至室温。
[0035] 所述注塑料由以下重量份数的组份组成：基料80份、木素磺酸钠2份、羧甲基壳聚糖3份、二甲基二硫代氨基甲酸锌1份。
[0036] 所述基料为热塑性塑料颗粒。
[0037] 所述热塑性塑料颗粒为聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯1:1的混合物。
[0038] 所述碳纤维布为平纹碳纤维。
[0039] 实施例二：
[0040] 一种碳纤维与注塑结合的成型工艺，该工艺包括以下步骤：
[0041] 步骤一、预成型工序：将碳纤维布预加工成型；
[0042] 步骤二：注塑成型工序：将预加工成型的碳纤维布放入注塑模具中，使用真空吸盘固定碳纤维布，合模将注塑料注入模具中完成碳纤维布的注塑成型。
[0043] 所述的预成型工序包括以下步骤：
[0044] 步骤一：裁剪碳纤维布，将碳纤维布根据产品需要裁剪成指定的尺寸；
[0045] 步骤二：将裁剪后的碳纤维布放入烘箱内进行烘烤，在65℃烘烤70min，烘烤后将碳纤维布预成型；
[0046] 步骤三：将热压成型机上的模具温度预热至40℃，将预成型的碳纤维布放入模具内，使用压型工装将碳纤维布进一步按压至模具内，保持3min，使用热压成型机对模具内的碳纤维布进行热压并对模具进行升温，当温度升至135℃时保持20min；
[0047] 步骤四：对热压成型机模具内的碳纤维布进行加压，气压强度为10KG并抽真空，真空度抽至不高于-0.1MPa时保持3min后，循环4次加压抽真空操作；
[0048] 步骤五：将热压成型机的模具温度降至30℃，打开模具将模具内的碳纤维布取出。
[0049] 所述的注塑成型工序包括以下步骤：
[0050] 步骤一：切边工序：切割预成型工序加工后的碳纤维布的边缘，将切割后的碳纤维布放入注塑模具中；
[0051] 步骤二：注塑工序：使用真空吸盘吸附固定碳纤维布，将注塑模具合模，将注塑料注入模具中注塑成型后，将注塑后的产品出模冷却至室温。
[0052] 所述注塑料由以下重量份数的组份组成：基料100份、木素磺酸钠3份、羧甲基壳聚糖4份、二甲基二硫代氨基甲酸锌2份。
[0053] 所述基料为热塑性塑料颗粒。
[0054] 所述热塑性塑料颗粒为聚丙烯及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1:4的混合物。
[0055] 所述碳纤维布为斜纹碳纤维。
[0056] 实施例三：
[0057] 一种碳纤维与注塑结合的成型工艺，该工艺包括以下步骤：
[0058] 步骤一、预成型工序：将碳纤维布预加工成型；
[0059] 步骤二：注塑成型工序：将预加工成型的碳纤维布放入注塑模具中，使用真空吸盘固定碳纤维布，合模将注塑料注入模具中完成碳纤维布的注塑成型。
[0060] 所述的预成型工序包括以下步骤：
[0061] 步骤一：裁剪碳纤维布，将碳纤维布根据产品需要裁剪成指定的尺寸；
[0062] 步骤二：将裁剪后的碳纤维布放入烘箱内进行烘烤，在70℃烘烤60min，烘烤后将碳纤维布预成型；
[0063] 步骤三：将热压成型机上的模具温度预热至42℃，将预成型的碳纤维布放入模具内，使用压型工装将碳纤维布进一步按压至模具内，保持1min，使用热压成型机对模具内的碳纤维布进行热压并对模具进行升温，当温度升至140℃时保持15min；
[0064] 步骤四：对热压成型机模具内的碳纤维布进行加压，气压强度为10KG并抽真空，真空度抽至不高于-0.1MPa时保持5min后，循环5次加压抽真空操作；
[0065] 步骤五：将热压成型机的模具温度降至35℃，打开模具将模具内的碳纤维布取出。
[0066] 所述的注塑成型工序包括以下步骤：
[0067] 步骤一：切边工序：切割预成型工序加工后的碳纤维布的边缘，将切割后的碳纤维布放入注塑模具中；
[0068] 步骤二：注塑工序：使用真空吸盘吸附固定碳纤维布，将注塑模具合模，将注塑料注入模具中注塑成型后，将注塑后的产品出模冷却至室温。
[0069] 所述注塑料由以下重量份数的组份组成：基料120份、木素磺酸钠4份、羧甲基壳聚糖5份、二甲基二硫代氨基甲酸锌3份。
[0070] 所述基料为热塑性塑料颗粒。
[0071] 所述热塑性塑料颗粒为聚酰胺、聚乳酸、改性尼龙1:1:1的混合物。
[0072] 所述碳纤维布为芳纶碳纤维。
[0073] 使用效果实验：
[0074] (1)耐黄变试验：
[0075] 测试方法：购买市场上销售的采用现有技术生产的以碳纤维布为嵌件注塑后的碳纤维产品，将购买的产品裁剪成尺寸为70mm*40mm的样品，裁剪后的样品作为对照组，使用耐黄变试验机测试本发明实施例一至实施例三制备的产品，将本发明实施例一至实施例三制备产品分裁剪成尺寸为70mm*40mm的样品，实施例一中制备的样品裁剪后标号为样品一，实施例二中制备的样品裁剪后标号为样品二，实施例三中的样品裁剪后标号为样品三，然后将测试样品一至样品三以及对照组样品放入耐黄变试验机的转盘上中，四个样品之间需要有间隙，不能相互重合
叠加，启动耐黄变试验机的电源，将测试温度设置在150℃，待温度达到设定值后，打开照射
光源到最强档，启动转盘，测试10h后，观察样品的变化情况，观察测试后的样品是否存在开裂、变色或起泡现象，将变化结果记录在下表：
[0076]
[0077] 从上表中可以看出，本发明实施例一至实施例三制备的产品具有优异的耐黄变性能和较佳的形变保持性能，且相对于现有碳纤维与注塑结合工艺制备的产品而言，本发明制备的产品的粘结强度高，在不使用粘结剂的浸泡碳纤维布的情况下，以及在一定的温度和光照条件下，热塑层与碳纤维层也不会出现脱落或开裂的情形，具有较高的粘结强度，可以满足现有的汽车配件、头盔等产品对材质耐久性及耐黄变性能的要求。本
申请人推测是由于在注塑时，本
发明人通过在基料中添加木素磺酸钠、羧甲基壳聚糖及二甲基二硫代氨基甲酸锌的原因，通过这些大分子实现热塑性层与碳纤维布层的粘合及桥接，使热塑性层与碳纤维层能够做到无缝衔接，粘合强度高。
[0078] (2)气味测试：
[0079] 测试方法：将耐黄变测试后剩余的样品裁剪成同样尺寸的小
块，实施例一中的产品裁剪后制备的样品为样品一，实施例二中的产品裁剪后制备的样品为样品二，实施例三中的产品裁剪后制备的样品为样品三，市场上购买的样品裁剪后制备的样品为对照组。然后将样品一、样品二、样品三及对照组分别放入一个密封的没有气味的瓶子里，密封的瓶子放入80℃的烘箱或加热炉内进行加热2h后取出进行测试，让每个气味评判员对气味作出评估，最后取五个评判员的平均值即为检测结果。
[0080] 测试标准：产品气味评判标准共分为六个等级：无气味，评分为1；稍有气味，评分为2；有
味道，但不刺激，评分为3；有刺激气味，评分为4；有强烈的刺激气味，评分为5；有无法忍受的气味，评分为6。根据以上评分标准，让五名气味评判员对四个样品进行评分，具体评分标准见下表：
[0081]测试组别 评分(平均值)
样品一 1
样品二 1
样品三 1
对照组 3.4分
[0082] 由于本发明中的注塑工艺未使用胶水等浸泡碳纤维布同时也未对制造的产品进行光油处理，从而使本发明制造的产品的气味明显小于现有技术中工艺制造出来的产品。由此可见，本发明中的成型工艺环保性能更佳，产品的气味及对使用者的伤害更小。
[0083] 综上所述，本发明中的成型工艺在整个处理过程中无需光油处理，碳纤维与热塑性材料之间也无需使用胶水等浸渍，更加环保，此外，采用本发明中的成型工艺制备的产品零部件耐黄变性能佳，长期使用也不会出现脱皮、起泡等品质问题。另外，本发明中的成型工艺大大降低了现有的碳纤维布加工的成本，制造工艺符合环保需求，制造的产品也不会存在气味等问题。
[0084] 对于本领域的技术人员来说，可根据以上技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及
变形，而所有的这些改变和变形都应该属于本发明
权利要求的保护范围之内。
