一種汽車用碳纖維複合材料的化學轉移膜塗覆工藝的製作方法

2023-05-19 10:33:11

本發明涉及一種汽車用碳纖維複合材料的化學轉移膜塗覆工藝,特別涉及一種用碳纖維複合材料製成的高裝飾性、高性能汽車零部件的化學轉移膜塗覆工藝，屬於塗料及塗裝技術領域。

背景技術：

近年來，隨著汽車輕量化發展的需要，碳纖維複合材料以其突出的技術優勢在汽車領域的應用越來越多，可用於製造汽車車身、輪轂、受力構件、傳動軸、發動機架及其內部構件。現在的F1賽車（世界一級方程錦標賽），車身大部分結構都用碳纖維材料。不過，由於其製備工藝的複雜性和原料的高成本等原因，目前碳纖維應用還不廣泛。尤其是目前國內碳纖維複合材料的製備手段和工藝都比較落後，採用以往其他複合材料的塗裝材料和工藝，很難達到汽車外覆蓋件的技術要求。

在國內外專利的查詢中，相關專利與本發明的不同之處的說明如下：

（1）申請（專利）號：CN200910132378.6《具有低曲度且表面有塗裝的碳纖維板材的生產方法》涉及一種具有低曲度且表面有塗裝的碳纖維板材的生產方法。包含1積層疊合步驟、2膠膜貼覆步驟、3熱壓硬化成型步驟及4塗料噴塗步驟。先進行積層疊合步驟以積層式地堆疊內含樹脂的可塑型碳纖維生料片得到碳纖維生料板材，接著進行膠膜貼覆步驟將可溶於塗料溶劑的膠膜貼覆在碳纖維板材上，然後進行熱壓硬化成型步驟將貼覆有膠膜的碳纖維生料板材置於模具中熱壓硬化成型，最後以塗料噴塗步驟直接將塗料噴塗於碳纖維板材半成品的膠膜上，使塗料與膠膜緊密結合，製得具有低曲度且表面有塗裝的碳纖維板材。此發明開發出一種在熱壓成型後可以直接噴塗塗料，以製作出具有塗裝的碳纖維板材的生產方法。但該生產方法得到的碳纖維板材，雖然帶有塗裝的生產過程，但塗裝過程過於簡單，不能生產出適合汽車產品的高裝飾性、高性能塗層。與本發明的主權項完全不同。

（2）申請（專利）號：CN201210042627.4《一種碳纖維釣魚竿塗裝工藝》提供一種碳纖維釣魚竿塗裝工藝。所述魚竿塗裝工藝具體步驟依次為先魚竿的脫脂、去汙、清洗和烘乾，並將竿口採用矽膠頭密封塞住；垂直掛在掛架上過數控的DISK靜電噴塗設備其進行上下往返式噴漆後進入流平區流平10-15分鐘，再後通過遠紅外線照射8-15分鐘，對其進行固化。採用此發明的實施效果，魚竿表面光滑飽滿，死角位上漆率高，整體上漆均勻，亮度高，附著力好，確保產品質量穩定，不會出現色差，起泡等不良現象，油漆漆膜比傳統抽漆薄50％，並且整個釣竿的油漆少，比傳統的上漆方式輕，不依賴熟練工人，噴漆迅速、效率高。這與本發明特別涉及一種用碳纖維複合材料製成的高裝飾性、高性能汽車零部件的噴漆工藝，是完全不同的。另外還有關於碳纖維高爾夫球桿幹身的塗裝方法方面的專利，與上述原因類似，與本發明特別涉及的領域和技術要求完全不同。

技術實現要素：

為了使碳纖維複合材料在汽車車身及零部件上廣泛應用，本發明的目的在於提一種汽車用碳纖維複合材料的化學轉移膜塗覆工藝，其用碳纖維複合材料製成的高裝飾性、高性能汽車零部件的化學轉移膜塗覆工藝，解決化學轉移膜塗覆工藝的技術問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種汽車用碳纖維複合材料的化學轉移膜塗覆工藝，其特徵在於具體塗覆步驟如下：

（1）清潔碳纖維複合材料工件表面，目視檢查無灰塵，備用。

（2）將塗覆用的化學轉移膜準備好，備用。化學轉移膜選用市售產品，依據汽車設計師的設計風格，呈現條文型或花型等設計方案。

（3）先移除轉移膜的襯裡層，露出粘接膠層，將轉移膜，包括功能層和功能清漆層貼到碳纖維複合材料工件的表面，功能層和功能清漆層間不能分離，否則影響塗層的最終裝飾效果和性能。功能層的厚度為100μm-250μm和功能清漆層的厚度為50μm-100μm。當功能層的厚度小於100μm，功能清漆層的厚度小於50μm時，對碳纖維複合材料的裝飾性變差，且機械強度不夠，容易破碎。

（4）按碳纖維複合材料工件的表面形狀抻、拉化學轉移膜，手持紅外加熱烤燈加熱化學轉移膜，目的是使化學轉移膜可以按照碳纖維複合材料工件的形狀，做適當變形。最終使用工具，清除化學轉移膜與碳纖維複合材料工件間的氣泡並壓實。當功能層的厚度大於250μm，功能清漆層的厚度大於100μm時，經過（4）步驟加熱，容易出現塗層開裂等外觀裝飾性問題。

（5）移除化學轉移膜外表面的紙襯或聚氯乙烯襯層，碳纖維複合材料工件的轉移膜塗覆完畢。

本發明的積極效果在於：本發明專利解決高裝飾性汽車零部件用碳纖維複合材料塗裝的難點，滿足碳纖維工件塗裝性能，且節省能源，適應汽車輕量化的發展方向。這樣的工藝可製造出賦予色彩和圖形變化，塗層性能良好的高裝飾性汽車零部件。

附圖說明：

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步的描述：一種汽車用碳纖維複合材料的化學轉移膜塗覆工藝，其特徵在於塗覆步驟如下：

（1）清潔碳纖維複合材料工件表面（圖1，0層），目視檢查無灰塵，備用。

（2）將塗覆用的化學轉移膜準備好，備用。化學轉移膜選用市售產品，依據汽車設計師的設計風格，呈現條文型或花型等設計方案。

（3）先移除轉移膜的襯裡層（圖1，1層），露出粘接膠層（圖1，2層），將轉移膜，包括功能層和功能清漆層（圖1，3層和4層）貼到碳纖維複合材料工件的表面，功能層和功能清漆層間不能分離，否則影響塗層的最終裝飾效果和性能。功能層的厚度為100μm-250μm和功能清漆層的厚度為50μm-100μm。當功能層的厚度小於100μm，功能清漆層的厚度小於50μm時，對碳纖維複合材料的裝飾性變差，且機械強度不夠，容易破碎。

（4）按碳纖維複合材料工件的表面形狀抻、拉化學轉移膜，手持紅外加熱烤燈加熱化學轉移膜，目的是使化學轉移膜可以按照碳纖維複合材料工件的形狀，做適當變形。最終使用工具，清除化學轉移膜與碳纖維複合材料工件間的氣泡並壓實。當功能層的厚度大於250μm，功能清漆層的厚度大於100μm時，經過（4）步驟加熱，容易出現塗層開裂等外觀裝飾性問題。

（5）移除化學轉移膜外表面的紙襯或聚氯乙烯襯層（圖1，5層），碳纖維複合材料工件的轉移膜塗覆完畢。

實施例1

所塗覆化學轉移膜的功能層的厚度為100μm-250μm和功能清漆層的厚度為50μm-100μm。其工藝流程見圖2，採用如下步驟：

（1）清潔：目視碳纖維複合材料工件表面（圖1，0層），無灰塵；

（2）粘貼：移除化學轉移膜的襯裡層，露出粘接膠層，將轉移膜貼到碳纖維複合材料工件的表面。

（3）烘烤：按碳纖維複合材料工件的表面形狀抻、拉化學轉移膜，手持紅外加熱烤燈加熱化學轉移膜，目的是使功能層和功能清漆層可以按照碳纖維複合材料工件的形狀，做適當變形。使用工具一邊清除轉移膜與碳纖維複合材料工件間的氣泡，一邊使轉移膜與碳纖維複合材料工件壓實。

（4）修飾:移除化學轉移膜外表面的紙襯或聚氯乙烯襯層，修飾和整理碳纖維複合材料工件的表面。

（5）檢查與評估：目視，平整光滑，無缺陷，無褶皺。

（6）卸件。

本專利實施後，碳纖維複合材料塗覆後的塗層性能見表1。

實施例2

所塗覆化學轉移膜的功能層的厚度小於100μm和功能清漆層的厚度小於50μm。其工藝流程見圖2，採用如下步驟：

（1）清潔：目視碳纖維複合材料工件表面，無灰塵；

（2）粘貼：移除化學轉移膜的襯裡層，露出粘接膠層，將轉移膜貼到碳纖維複合材料工件的表面。

（3）烘烤：按碳纖維複合材料工件的表面形狀抻、拉化學轉移膜，手持紅外加熱烤燈加熱化學轉移膜。此過程功能層和功能清漆層變形較大，容易皺褶，加熱烘烤，因抻拉易破損。

（4）修飾:移除化學轉移膜外表面的紙襯或聚氯乙烯襯層，修飾和整理碳纖維複合材料工件的表面。

（5）檢查與評估：目視，平整光滑，無缺陷，無褶皺。

（6）卸件。

本專利實施後，碳纖維複合材料塗覆後的塗層性能見表2。

實施例3

所塗覆化學轉移膜的功能層的厚度大於250μm和功能清漆層的厚度為大於100μm。其工藝流程見圖2，採用如下步驟：

（1）清潔：目視碳纖維複合材料工件表面，無灰塵；

（2）粘貼：移除化學轉移膜的襯裡層，露出粘接膠層，將轉移膜貼到碳纖維複合材料工件的表面。

（3）烘烤：按碳纖維複合材料工件的表面形狀抻、拉化學轉移膜，手持紅外加熱烤燈加熱化學轉移膜。此過程因加熱較厚的功能層和功能清漆層，容易出現塗層開裂等問題。

（4）修飾:移除化學轉移膜外表面的紙襯或聚氯乙烯襯層，修飾和整理碳纖維複合材料工件的表面。

（5）檢查與評估：目視，平整光滑，無缺陷，無褶皺。

（6）卸件。

本專利實施後，碳纖維複合材料塗覆後的塗層性能見表3。