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CN106347501B - 一种石墨烯覆膜非金属车身 - Google Patents

一种石墨烯覆膜非金属车身 Download PDF

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CN106347501B CN201610708755.6A CN201610708755A CN106347501B CN 106347501 B CN106347501 B CN 106347501B CN 201610708755 A CN201610708755 A CN 201610708755A CN 106347501 B CN106347501 B CN 106347501B
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Abstract

本发明涉及石墨烯覆膜非金属车身，属于整车轻量化技术领域，其包括车身本体和挡风玻璃，所述的车身本体采用非金属材料滚塑而成，所述的车身本体的外侧设有贴膜，所述的贴膜与车身本体之间设有石墨烯复合层，石墨烯复合层与贴膜、石墨烯复合层与车身本体均采用胶黏剂粘结，本发明石墨烯覆膜的步骤包括石墨烯粉末制备、将石墨烯粉末复合在贴膜上和贴膜，本发明涉及的车身质量轻、硬度大，车身制造无需复杂的模具，生产方便，车身表面不会产生划痕，减少后期补漆的费用。

Description

一种石墨烯覆膜非金属车身
技术领域
本发明涉及一种汽车等各种机动车辆、电动车辆的车声结构，特别涉及一种石墨烯覆膜的非金属车身，属于整车轻量化技术领域，本发明还公开了石墨烯复合层的覆膜方法。
背景技术
汽车的轻量化，是指在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，汽车质量降低一半，燃料消耗也会降低将近一半。汽车重量每减轻10％，燃油效率可提高5％～7％；汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低 0.3～0.6升；尾气排放可降低8～11克。由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。现有的汽车车身大多由玻璃钢和铁片制作而成，因而存在如下缺点：第一，车身重量重，不能满足人们对汽车轻量化的需求，同时也加剧了能源的消耗；第二，原材料价格贵以及制作工艺复杂、模具繁多等导致生产成本很高；第三，车身吸能缓冲能力较差，其冲击强度和屈服拉伸强度均有待于改善；第四，玻璃钢车身不具有变形复原能力，一旦车身受到碰撞而产生变形时，通常都需要更换或借助外力修复。
针对上述缺陷，目前国内汽车轻量化通常采用铝镁合金代替传统的玻璃钢或铁片作为汽车车身的材料，采用镁铝合金材料制作汽车车身明显减少了汽车车身的重量，对于汽车行驶过程中能耗的消耗减少，同时也一定程度上增加了车身的强度和屈服拉伸强度。但是采用镁铝合金制作汽车车身同样需要繁多的模具，需要进行复杂的工序，生产过程复杂且不易操作。
同时，为不破坏原车车漆，增强原车车漆保护作用，免除封釉镀膜等费用，一些车主选择在车身表面贴高分子聚合材料膜，但是车身一旦受到刮擦产生划痕需要重新喷漆时，不得不把膜撕掉，造成了浪费。
发明内容
本发明的目的针对上述汽车车身轻量化生产存在的缺陷，涉及一种生产方便的、车身质量轻且抗冲击强度更高的石墨烯覆膜非金属车身。
为了达到目的，本发明的技术方案是：
本发明涉及的一种石墨烯覆膜非金属车身，其包括车身本体和挡风玻璃，所述的车身本体采用非金属材料滚塑而成，所述的车身本体的外侧设有贴膜，所述的贴膜与车身本体之间设有石墨烯复合层，石墨烯复合层与贴膜、石墨烯复合层与车身本体均采用胶黏剂粘结，其特征在于，所述的石墨烯复合层是通过以下方式覆盖在车身本体上的：(1)采用氧化还原方法制备石墨烯粉末，(2)将加热熔融的胶黏剂均匀地涂抹在贴膜的其中一个面上，然后将石墨烯粉末均匀地撒在贴膜上，覆盖一层离型纸，采用一对相向转动的热压辊对复合材料进行挤压；(3) 撕去表面的离型纸，在常温下保存1～2天，使胶黏剂完全干燥，使石墨烯粉末牢固地黏在贴膜表面，形成石墨烯复合层；(4)在石墨烯复合层表面涂抹胶黏剂，覆盖离型纸，再次采用热压辊对复合材料进行挤压；(5)采用灯烤加热复合材料，然后撕去复合材料表面的离型纸，立即将石墨烯复合层涂有胶黏剂的一面贴在非金属车身外侧，形成石墨烯覆膜非金属车身。
优选地，所述的车身本体至少为两层，外层为聚乙烯，厚度为2.5～5.5mm，内层为尼龙、聚碳酸酯中的任意一种，厚度为3.5～6mm。
优选地，所述的贴膜采用高分子聚合材料膜。
优选地，所述的石墨烯复合层的厚度为0.335nm。
优选地，所述的胶黏剂采用环氧树脂浆料。
优选地，所述的胶黏剂加热熔融的温度为30～100℃，加热熔融速度为 0.5m/min～8m/min。
优选地，所述的灯烤的温度为35～45℃。
本发明与现有汽车车身材料相比，其有益效果体现在：本发明涉及的石墨烯覆膜车身生产加工时无需繁杂的模板，加工工艺相对于铁皮、合金车身而言更加方便和简单；车身采用非金属材料外覆一层带有石墨烯复合层的贴膜，其较金属车身而言质量更轻，耗油量更少，且石墨烯本身具有很好的强度和硬度，具有可弯折性，不仅起到了防止原车车漆变色的问题，车身被刮擦时还可防止产生划痕，避免补漆和喷漆的花费。
附图说明
图1是本发明石墨烯覆膜非金属车身剖面图；
图2是本发明石墨烯覆膜非金属车身层次关系图。
示意图中的标注说明：1车身本体，2底板，3贴膜，4石墨烯复合层，6 胶黏剂，11车身本体外层，12车身本体内层。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
结合图1所示，本发明涉及的一种石墨烯覆膜非金属车身，其包括车身本体 1和底板2，所述的车身本体1及底板2均采用非金属材料滚塑而成，其中车身本体1分为内外两层，车身本体外层11为聚乙烯，厚度为3.5mm，车身本体内层12为尼龙、聚碳酸酯中的任意一种厚度为4.5mm，车身本体1整体焊接在底板2上，车身本体1外侧贴有一层贴膜3，贴膜3采用高分子聚合材料膜。
结合图2所示，所述贴膜3内侧复合有一层石墨烯复合层4，石墨烯复合层 4与贴膜3、石墨烯复合4层与车身本体1均采用胶黏剂6粘结。
在车身本体1外侧覆有带石墨烯复合层4的贴膜3的目的在于：石墨烯薄，且硬度比最好的钢铁强100倍，甚至还要超过钻石，覆与非金属车身外侧不会增加过多的重量，能有效保护车身，防止车身刮擦时产生划痕，因此，石墨烯覆膜非金属车身较铝镁合金车身而言，质量更轻，硬度更大，汽车行驶过程中耗油量更少，符合人们对轻量化车身的需求。
本发明还公开了一种非金属车身石墨烯复合层的覆膜方法，其包括以下步骤：
(1)采用氧化还原方法制备石墨烯粉末：将含有铜的衬底置于无水无氧的环境中，并加热衬底至1000～1080℃，待温度稳定后形成稳定体系，以5～50sccm 的流量向所述稳定体系中通入含碳化合物进行反应，保持45min反应时间，使碳在催化剂表面生成石墨烯粉末，其中所述的碳化合物可以为甲烷、一氧化碳、甲醇、乙炔、乙醇、苯、甲苯、环己烷或酞菁中的一种或几种；
(2)将环氧树脂浆料胶黏剂6加热熔融至90℃，将胶黏剂均匀地涂抹在贴膜3的其中一个面上，然后将步骤(1)生成的石墨烯粉末均匀地撒在贴膜3上，覆盖一层离型纸，采用一对相向转动的热压辊对复合材料进行挤压；
(3)撕去表面的离型纸，在常温下保存1～2天，使胶黏剂6完全干燥，使石墨烯粉末牢固地黏在贴膜表面，形成石墨烯复合层；
(4)在石墨烯复合层6表面涂抹胶黏剂，覆盖离型纸，再次采用热压辊对复合材料进行挤压；
(5)采用灯烤加热复合材料至45℃，然后撕去复合材料表面的离型纸，立即将石墨烯复合层涂有胶黏剂的一面贴在非金属车身的外侧及挡风玻璃的内侧，形成石墨烯覆膜非金属车身。
与合金车身相比，本发明涉及的石墨烯覆膜非金属车身生产加工无需采用繁杂的模具，加工工艺简单。
以上对本发明的若干实施例进行详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种石墨烯覆膜非金属车身，其包括车身本体和挡风玻璃，所述的车身本体采用非金属材料滚塑而成，所述的车身本体的外侧设有贴膜，所述的贴膜与车身本体之间设有石墨烯复合层，石墨烯复合层与贴膜、石墨烯复合层与车身本体均采用胶黏剂粘结，其特征在于，所述的石墨烯复合层是通过以下方式覆盖在车身本体上的：(1)采用氧化还原方法制备石墨烯粉末，(2)将加热熔融的胶黏剂均匀地涂抹在贴膜的其中一个面上，然后将石墨烯粉末均匀地撒在贴膜上，覆盖一层离型纸，采用一对相向转动的热压辊对复合材料进行挤压；(3)撕去表面的离型纸，在常温下保存1～2天，使胶黏剂完全干燥，使石墨烯粉末牢固地黏在贴膜表面，形成石墨烯复合层；(4)在石墨烯复合层表面涂抹胶黏剂，覆盖离型纸，再次采用热压辊对复合材料进行挤压；(5)采用灯烤加热复合材料，然后撕去复合材料表面的离型纸，立即将石墨烯复合层涂有胶黏剂的一面贴在非金属车身外侧，形成石墨烯覆膜非金属车身。
2.根据权利要求1所述的石墨烯覆膜非金属车身，其特征在于：所述的车身本体至少为两层，外层为聚乙烯，厚度为2.5～5.5mm，内层为尼龙、聚碳酸酯中的任意一种，厚度为3.5～6mm。
3.根据权利要求1所述的石墨烯覆膜非金属车身，其特征在于：所述的贴膜采用高分子聚合材料膜。
4.根据权利要求1所述的石墨烯覆膜非金属车身，其特征在于：所述的石墨烯复合层的厚度为0.335nm。
5.根据权利要求1所述的石墨烯覆膜非金属车身，其特征在于：所述的胶黏剂采用环氧树脂浆料。
6.根据权利要求1所述的石墨烯覆膜非金属车身，其特征在于：所述的胶黏剂加热熔融的温度为30～100℃，加热熔融速度为0.5m/min～8m/min。
7.根据权利要求1所述的石墨烯覆膜非金属车身，其特征在于：所述的灯烤的温度为35～45℃。
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