[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN115175954A - 汽车面板 - Google Patents

汽车面板 Download PDF

Info

Publication number
CN115175954A
CN115175954A CN202180016476.2A CN202180016476A CN115175954A CN 115175954 A CN115175954 A CN 115175954A CN 202180016476 A CN202180016476 A CN 202180016476A CN 115175954 A CN115175954 A CN 115175954A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass fibers
mixture
panel
cover
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180016476.2A
Other languages
English (en)
Inventor
约翰内斯·哈贝尔
拉迪姆·雷哈塞克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alto Management Co ltd
Original Assignee
Alto Management Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alto Management Co ltd filed Critical Alto Management Co ltd
Publication of CN115175954A publication Critical patent/CN115175954A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/043Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/465Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating by melting a solid material, e.g. sheets, powders of fibres
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438Arrangement under the floor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2369/00Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

生产汽车面板的方法,其具有以下步骤:(a)提供聚碳酸酯和添加剂的第一挤出物(混合物A),并提供无端长丝玻璃粗纱(组分C),(b)将混合物A和组分C进料到主挤出机中,并形成最终挤出物,(d)将最终挤出物压缩模塑成汽车面板,其中将聚碳酸酯和短玻璃纤维的第二混合物(混合物B)与混合物A和组分C一起进料。

Description

汽车面板
技术领域
用于生产汽车面板的方法和由其衍生的产品,以及这样的面板在例如用于混合动力车辆或电池电动车辆的牵引电池或主电池的最终外壳的盖或罩中的用途。
背景技术
汽车面板可以由玻璃纤维增强塑料制成。其机械冲击强度可取决于纤维长度、基础树脂基体及其相关工艺。对于较大的面板,如车辆车身底部面板,主要使用直接长纤维工艺。在该工艺中,将无端长丝、粗纱拉进第二挤出机,其中将纤维断开成大约10-15mm的长玻璃纤维。将如此形成的物质分割并立即用于面板的压缩模塑。由于玻璃纤维的长度和负载增加了材料的粘度,所以可以使用的玻璃有最大量。此外,为了能够流动,还使用了低粘度基体材料。如果使用较高粘度的基体材料,则可以通过合理的压力生产的面板的最大尺寸是有限的。
因此,该工艺限于流动性好的材料(如某些聚丙烯等级)和长玻璃纤维的组合。通常,由这种组合获得的部件容易发生高收缩和翘曲,限制了这种材料的成功。
为了克服一些缺点,一种替代工艺已经用于较大的面板,该工艺将无端玻璃长丝条或织物沿限定的方向铺设,然后覆盖,并用熔融树脂浸渍。然而,这些工艺是耗时的并且包括制备半成品浸渍玻璃纤维产品的步骤,使其成为昂贵的工艺。
由于汽车制造链的变化以及对电动车辆需求的增长。需要较大的面板、外壳或装饰部件,包括这样的跨越大距离并且能够承受高冲击力以及高温的压缩模塑面板。
需要这样的面板结构的产品领域之一是其作为主电池或牵引电池外壳的盖或罩的用途。
主电池或牵引电池是作为独立系统构建的并且它们放置在最终的外壳中,它们可以分配在面向道路的地板面板下方。对这样的外壳的要求高,主要是出于避免损坏电池系统的预防措施,其可导致电池失控,即产生超过1000℃的非常高的温度的化学反应。因此,为了防止损坏,外壳主要由厚金属板形成,其可承受来自飞石或路缘石的冲击损坏,并且能够承受高温。
外壳通常由下壳体和盖或罩组成,下壳体将电池系统保持在适当的位置。盖或罩放置成面向形成乘客舱地板的车辆面板。这些盖或罩的总厚度分布在0.2mm至10mm之间,且具有大的跨度。盖的尺寸可以容易地达到3m2,甚至可以更大。此外,盖可以不是平板,而是成形为封闭底层的几何形状,例如用于电池管理的控制或冷却系统,或者乘客舱位置上的电缆通道。
牵引电池的关键性能指标之一是每重量单位储存的能量。因此,需要较轻的电池外壳结构,但不愿意用复合材料替代金属外壳。用于电池包装的复合材料的主要问题在于,一方面,市场上已知的材料由热固性技术制成,这产生大量的生产废料,并且必须在电池外壳寿命结束时进行填埋。另一方面,热塑性塑料解决方案可以改善可持续性性能,但是目前已知的技术具有有限的机械性能,并且容易收缩和翘曲。
需要一种替代的且更经济的工艺,更容易应用于可覆盖大面积并且可满足高冲击和温度要求而没有上述市场上可获得的现有技术材料的问题的面板。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种生产汽车面板的方法、一种包括这样的面板的汽车产品以及这样的面板作为电池外壳盒的盖或罩的用途,其具有高冲击强度,能够生产具有低翘曲和收缩以及与各向异性优化相关的增强的机械特征的较大的面板。
特别地,提出了一种生产汽车面板的方法,其具有以下步骤:(a)提供聚碳酸酯和添加剂的第一挤出物(混合物A),并提供无端长丝玻璃粗纱(组分C),(b)将混合物A和组分C进料到主挤出机中,并形成最终挤出物,(d)将最终挤出物压缩模塑成汽车面板,其特征在于将聚碳酸酯和短长度玻璃纤维的第二混合物(混合物B)与混合物A和组分C一起进料,所述短长度玻璃纤维的平均纤维长度为1-6mm。
优选地,进一步包括将最终混合物成型并分成可用于相邻压缩模塑步骤的板坯的步骤。
可以使用一个或多个板坯在模压机上的压缩模塑工具中将汽车面板形成为电池外壳的盖或罩。然而,该面板也可以形成为用作车身底部盖板、发动机下面板或用于车辆后部区域下方的面板或用于座椅或门板的外壳。
板坯可以预成形为具有已经预期最终部件中材料的最终形状和厚度分布的厚度分布。可以使用多种不同的成形板坯和/或重物来覆盖较大的部件,例如完整的电池外壳盖,以补偿极端形状或局部材料要求。板坯可以在模具的表面平面中以彼此相同或不同的方向放置在模具中,以进一步补偿冷却材料的翘曲和/或收缩效应。
因此,形成基体的聚碳酸酯与玻璃纤维的组合将使得这样的面板能够在较大的结构中使用,如电池外壳盖所需的,特别是用于混合动力或电池电动车辆的牵引电池,因为聚碳酸酯由于其相行为可以进一步限制收缩效应。
在汽车应用中,重要的是不仅材料的平均特性表现出高性能,而且最低特性也具有良好的性能。这就是为什么在许多应用中各向异性不受欢迎。
令人惊讶的是,将具有高浓度短玻璃纤维的复合物混合到直接长纤维热塑性材料中不仅提高了最终产品的弯曲性能,而且提高了最终产品的冲击性能,这是由于面板中材料的各向异性降低。此外,用相同质量的短玻璃纤维代替一定质量的长玻璃纤维(其通过具有高浓度的短玻璃纤维的复合物引入直接长纤维热塑性材料中)导致相对于优选纤维取向测量的冲击强度改善,而总体拉伸性能、弯曲性能和冲击性能基本保持。
优选地,最终产品中的玻璃总含量为20至35重量%,其中长玻璃纤维(LGF)和短玻璃纤维(SGF)之间的重量比为2:1至1:2。
长玻璃纤维的浓度可以是最终产品的至少10重量%。为确保混合最终挤出物的更好混合条件,优选在混合物B中使用浓缩的短玻璃纤维含量。优选地,混合物B包含至少50至75重量%的短玻璃纤维。
优选地,短玻璃纤维和/或玻璃粗纱的平均纤维厚度为10至20μm,优选14至18μm。
长玻璃纤维的厚度可以不同于短玻璃纤维的厚度。
优选地,长玻璃纤维或者作为散装玻璃纤维应用,但是优选地,它们作为无端玻璃粗纱提供,其或者在即将进料到主挤出机之前被切割和/或在主挤出机中被断开。优选地,对于最终产品中的散装长玻璃纤维,长玻璃纤维的平均纤维长度为10至15mm。
优选地,短玻璃纤维的平均纤维长度为1至6mm,优选1至4mm。短玻璃纤维以混合物B的形式供应。这可以是以颗粒或棒的形式供应的预制混合物,其中颗粒或棒的最大长度与其所含玻璃纤维的最大长度相关。离散颗粒(如颗粒或棒)形式的混合物B可以直接作为颗粒或棒进料至混合物A和组分C,或者在颗粒或棒通过简单的挤出机或通过应用在定量给料系统附近的局部加热装置来加热定量给料至主挤出机的料流而熔融之后进料。
混合在一起并模塑形成最终产品的混合物A、B和组分C的组合的密度可以为1.3至1.5g/cm3
混合物A和B都包含基于直链和/或支链芳族聚碳酸酯或直链和/或支链芳族聚酯碳酸酯的聚碳酸酯。
混合物A和/或B可以进一步包含基于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或它们的共聚物中的至少一种的聚合物。通过将聚碳酸酯与来自上述组的第二聚合物结合,可以优化模塑过程中的粘度以及模塑过程中材料的性能。特别是,最终挤出物的粘度可以影响形成部件所需的压力。令人惊讶的是,长玻璃纤维和短玻璃纤维之间的比率可用于在部件的压缩模塑过程中进一步调节粘度,而不显著改变机械产品性能。
优选地,混合物A和/或B可以进一步包含阻燃剂,优选基于选自单体和低聚磷酸盐和膦酸盐、磷酸胺、磷腈和亚膦酸盐的组的磷化合物的阻燃剂。选自这些组中的一种或多种的两种或更多种组分的混合物也可以用作阻燃剂。
或者,阻燃剂可以基于溴、硫和/或有机硅。此外,可以使用上述阻燃剂的混合物。
单独或与其他阻燃剂组合的替代阻燃剂可以是溴代芳族添加剂,例如可用作添加剂或聚碳酸酯的一部分的四溴双酚A。使用的其他溴添加剂包括溴化环氧缩合物和溴化聚苯乙烯或磺酸钠或磺酸钾,如全氟丁基磺酸钾、二苯砜磺酸钾和三氯苯磺酸钠。
然而,聚碳酸酯和聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)(ABS)的混合物也已经提供了阻燃性的增加,并且可以需要较低浓度的额外阻燃添加剂。
优选地,混合物A和/或B包含抗滴落剂,例如氟化聚烯烃或全氟化碳树脂。优选地,使用基于化学交联剂的反应性抗滴落剂,其在聚合物达到接近热降解或燃烧的温度时被活化,从而降低滴落的趋势。
用于混合物A和/或B的所有成分都可以来自再循环来源,例如相同或相似产品的报废。还可以将通过切割来自生产线本身或类似产品的废弃材料(scrap material waste)而产生的颗粒或薄片添加到最终混合物中,根据废料的含量,可以将5重量%至50重量%的废料返回到工艺中,从而避免废料(scrap waste)问题。
在一个优选的实施方案中,混合物A不同于混合物B,使得混合物B在最终挤出过程中没有完全混合到混合物A中,并在最终产品的混合物A内形成不连续的区域。令人惊讶的是,这进一步增强了部件的机械性能。
为了进一步增强玻璃纤维与热塑性树脂材料的结合并优化部件的机械性能,玻璃粗纱和/或短玻璃纤维可以含有化学上浆剂以增加玻璃纤维和聚碳酸酯之间的粘合。
来自主挤出机并包含混合物A、B和长玻璃纤维(组分C)的最终挤出物形成板坯。优选地,板坯具有预定的可变厚度和/或重量的区域。通过在板坯中引入这样的可变厚度和/或重量的区域,可以预期模塑产品内对材料的不同需求,例如在产品的边缘比在中间部分更多。
最终产品可以由多于一块板坯形成。优选沿模具表面的平面相对于彼此在多于一个方向上铺设。
最终产品可以包括根据本发明的模塑面板。此外,它可以包括附加层和/或材料。例如,可以在压缩模塑部件之前在模具内放置附加层,例如在压缩模塑过程中覆盖最终产品的至少一个表面的覆盖层或装饰层。该附加层可以是膨胀层、稀松布层(scrim layer)、膜层、电磁屏蔽膜层或非织造层中的一种,并且可以局部施加或在整个部件上施加。例如玻璃纤维纱,以进一步加强局部或整个部件。也可以添加这样的层的组合。
一个替代实施方案是一种部件,其一个区域具有根据本发明的包含混合物A、B和长玻璃纤维的材料,另外第二个区域具有用混合物A或B单独或组合浸渍的玻璃纤维垫。
然后,该方法包括在将至少一个材料板坯放置在模具中之前或之后将玻璃纤维垫放置在模具的至少一个区域中的步骤。在使用混合物A或类似于A的混合物的情况下,它也可以作为混合物的注射成型材料直接施加在玻璃纤维毡上。或者,可以使用具有优选基于聚碳酸酯或聚酯(优选共聚酯)的相同或不同混合物的预浸渍垫。
该方法可包括后处理步骤,例如包括用包括阻燃剂的附加树脂层处理模塑装饰部件的至少一个表面的步骤,优选施加膨胀层。
为了进一步优化压缩模塑步骤,将模具的至少一部分置于低于板坯的玻璃化转变温度的温度,同时将模具表面保持在高于板坯的玻璃化转变温度的温度,直到压机关闭。优选地,使用电加热、感应加热、第二回火液体的脉冲加热或红外加热中的至少一种来加热模具的表面。
优选地,在引入板坯之前将任选预热的玻璃纤维纱或织物优选地放置在模具的两侧,从而在部件的压缩模塑期间增强流动,产生玻璃纤维外层和根据本发明材料作为芯的夹层型结构。
一种包括至少一个根据本发明生产的汽车模塑面板的汽车包层、屏蔽物或覆盖物。
该汽车包层、屏蔽物或覆盖物可以由根据本发明的包含聚碳酸酯和玻璃纤维的单层材料制成,并且其中玻璃纤维由主平均长度为1至5mm的短玻璃纤维和主平均长度为10至15mm的长玻璃纤维组成。
优选地,玻璃纤维为面板总重量的20至35重量%,其中长玻璃纤维为面板重量的至少10%。
该覆盖包层、屏蔽物或覆盖物可以包括层压到至少一个表面上的附加层,该附加层是装饰层、电磁屏蔽涂层或金属层中的至少一种。或者,可以使用其它施加技术,如浸渍、涂覆、喷涂、胶粘或使用膜,将附加层施加到表面上。
根据本发明的面板可以焊接在一起以跨越甚至更大的区域。
在一个优选实施方案中,根据本发明的汽车面板形成在用于汽车牵引电池或主电池的电池外壳的盖中。用于电池电动车辆的电池大且重,因此优选地位于车辆下方,跨越乘客舱的地板的整个表面。为了增加电池模块的可用空间,盒可在顶部放置堆叠,填充汽车座椅下方的空间,并使用一条从汽车前部到后部的通道。因此,由横梁和地板面板制成的乘客舱地板具有包围电池外壳或壳体形状的形状,并使汽车下方的外壳或壳体形状平滑。
因此,放置在电池外壳和乘客舱地板的下表面之间的这种罩的盖是非常大的部件,通常具有复杂的3D形状。
令人惊讶的是,这种大型复杂产品的盖可以由至少一个根据本发明的汽车面板形成。面板可以在压缩模塑步骤中立即形成,并且最终可以在模塑步骤期间立即添加附加层,或者随后在单独的模塑或应用步骤中添加附加层。
例如,电池盖的内侧可以喷涂、熔涂或用膜处理以产生膨胀层,从而进一步增强盖的阻燃性。
极端形状的部件或盖可以包含多于一个面板,例如热焊接在一起。
附图说明
图1:工艺步骤概述。
图2:部分生产工艺的示意图。
图3:根据本发明的模塑材料的横截面。
图4:带电池的车辆示意图。
图5:根据本发明的电池盖的示意图。
具体实施方式
图1示出了生产根据本发明的汽车面板的方法的示意图。
在第一步中,制备包含热塑性基体聚合物和任选的添加剂的混合物A(100),包含热塑性基体聚合物、任选的添加剂和短玻璃纤维(SGF)的混合物B(200),和组分C(300)(即无端长丝粗纱)。优选地,混合物A和/或B在合适的装置例如挤出机中熔融并混合。根据所用的混合物配方,最终混合和/或熔融需要双螺杆或单螺杆挤出机,或者简单的加热装置如红外灯可能就足够了。如果需要,混合物可以在生产过程开始前干燥。
在主挤出机(400)中,将所有成分聚集在一起并混合以形成最终挤出物。无端丝可通过挤出机的作用而断开,或可在即将进料到挤出机之前被切断。
在挤出机的末端,形成的物质被分成板坯。优选地,板坯以适合模塑步骤的厚度分布或形状预成形。
例如,用机械臂将板坯转移到模具中,用于压缩模塑最终部件。部件可以由多个重量和/或厚度分布相同或不同的板坯制成。
在压缩模塑步骤中,板坯以预定顺序铺设,模具闭合以形成最终部件。如在大多数情况下,对于电池盖,部件可能很大,优选地,可以使用模具温度的可变温度管理和/或模具的顺序关闭来进一步增强材料在模具内的流动。
如果部件对于现有压机而言太大,或者由于任何其他原因部件不能制成一个整体,则引入焊缝来组合多个部件可以是一种选择。
图2更详细地示出了一种可能的生产布局。第一双螺杆挤出机(1)获得混合物A并加热和混合该混合物以形成第一挤出物(2)。该挤出物进料到第二挤出机(3)中。通过来自第一挤出机的第一挤出物的流体作用,作为例如线筒(5)上的粗纱提供的无端玻璃长丝(4)被拉入第二或主挤出机(3)。在第二或主挤出机中,将无端长丝(4)断开成所形成的纤维的大部分的平均尺寸为10-15mm的部分,并混合到挤出物(2)中。或者,在进料到挤出物料流之前将粗纱机械切割或断开。
通过料斗(6)或通过另外的挤出机,将包含短玻璃纤维的混合物B进料到来自第一挤出机的挤出物料流中。
混合物B可以以颗粒或棒的形式供应,并以给定的形式直接进料到挤出物料流中,或预热并以熔融形式进料。混合物B优选邻近无端长丝和/或切割的玻璃粗纱进料或与其一起进料。
混合物A为聚碳酸酯混合物,优选不含玻璃纤维。这将确保聚碳酸酯与所用任何添加剂的良好混合,同时保持混合和熔化所需的能量低,并降低最终产品中被破坏的短玻璃纤维的含量。
混合物B将是聚碳酸酯混合物,具有优选60至70%的浓缩量的玻璃纤维。该混合物不一定需要双螺杆挤出机,仅用于熔化混合物的单螺杆系统就足够了。优选地,混合物已经以预制的颗粒或棒的形式提供,并且只需要熔化和均化,并且可以直接提供至主挤出机。
图3示出了在优选方案中模塑后形成电池盖或罩的根据本发明的材料的横截面(8)。混合物A在整个部件中形成连续基体,而以断开的或切割的玻璃粗纱的形式形成长玻璃纤维(LGF)的组分C'增强热塑性树脂,以增强机械特性,如抗冲击性和弯曲刚度。然而,由于工艺和模塑条件,LGF在模塑过程中将主要沿挤出物的流动方向取向,因此单独使用LGF会存在各向异性。在优选的解决方案中,混合物A和混合物B是不同的,使得它们不是100%相容的。因此,在最后的挤出机中共混的过程中,混合物B在混合物A内形成离散的区域,这些区域获得了LGF的浓缩物并且是随机形成的。令人惊讶的是,模塑后部件的总体机械性能进一步增强。当混合物A和混合物B在理论上完全相容时,也可以观察到这种效应,但是在第二挤出机中混合没有完全进行,因此在最终产品中观察到短玻璃纤维密度的局部波动。而对于LGF和SGF的组合,具有30%GF浓度的最终挤出物与仅LGF相比粘度较低,确保了较大部件良好的压缩模塑和/或所需压制能量的降低。由于这种惊人的效果,可以制造牵引电池盖所需的大部件,其主要区域的厚度分布为2至4mm。这导致节省能量、材料和部件重量,同时保持这样的产品所需的机械性能。
或者,混合物A内的混合物B的离散区域可以通过工艺条件实现,例如混合物A和B之间的起始温度差和/或最终挤出机中的共混条件。
图4是根据本发明生产的汽车面板在车辆的电池盒或外壳2中的用途的示例。电池盒或外壳2包括电池电动车辆(BEV)或混合动力电动车辆(HEV)例如电动汽车和小型载人单元可能需要的一个或多个动力电芯(未示出)。该电池主要用作为车辆的主动力系统供电的牵引电池。
电池盒或外壳(2)包括形成由根据本发明的汽车面板制成的罩(3)的上部覆盖部件,以及包含一个或多个动力电芯的下部部件(4)。两者配合在一起以形成用于一个或多个动力电芯的封闭空间。优选地,盒在上部部件和下部部件之间的接触区域用密封件密封,以防止灰尘和水进入盒并接触内容物,特别是动力电芯或动力电芯之间的连接。外壳的下部部件可以由金属制成。
图5更详细地示出了形成电池外壳或盒的罩的上部覆盖部件。上部覆盖部件包括至少一个根据本发明的热塑性载体6,该热塑性载体6成形为形成覆盖罩。盖被成形为使得它能够至少覆盖包含一个或多个动力电芯的下部部件中的开放空间。由此还可以给出覆盖其他设备的轮廓,例如覆盖额外的冷却系统或连接。电池盖可以包括任何肋状物或珠状物,以进一步增加盖的硬度和/或增加耐冲击性。

Claims (24)

1.生产汽车面板的方法,其具有以下步骤:(a)提供聚碳酸酯和添加剂的第一挤出物(混合物A),并提供无端长丝玻璃粗纱(组分C),(b)将混合物A和组分C进料到主挤出机中,并形成最终挤出物,(d)将最终挤出物压缩模塑成汽车面板,其特征在于将聚碳酸酯和短长度玻璃纤维(SGF)的第二混合物(混合物B)与混合物A和组分C一起进料,所述短长度玻璃纤维的平均纤维长度为1-6mm。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述无端玻璃粗纱在即将进料到所述主挤出机之前被切割和/或在所述主挤出机中被断开,使得对于最终产品中的大部分长玻璃纤维(LGF),所述长玻璃纤维(LGF)的平均纤维长度为10至15mm。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述最终产品中的玻璃总含量为20至35重量%,并且所述长玻璃纤维(LGF)和所述短玻璃纤维(SGF)之间的比率为2:1至1:2。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其中所述长玻璃纤维的浓度是所述最终产品的至少10重量%。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中混合物B包含至少50至75重量%的所述短玻璃纤维(SGF)。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中混合物A和/或B进一步包含丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或聚酯,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚酯共聚物中的至少一种。
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中混合物B在挤出过程中没有完全混合到混合物A中并且在最终产品中的挤出物A内形成离散区域。
8.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中所述玻璃粗纱和/或所述短玻璃纤维含有化学上浆剂以增加玻璃纤维和聚碳酸酯之间的粘合。
9.根据权利要求2-8中的一项所述的方法,其中所述长玻璃纤维和/或所述短玻璃纤维的平均纤维厚度为10至20μm,优选10至18μm。
10.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中所述短玻璃纤维的平均纤维长度为2至5mm。
11.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中混合物B以颗粒和/或棒的形式供应。
12.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中所述最终挤出物形成为具有预定可变厚度和/或重量的板坯。
13.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中在将至少一个材料板坯放置在模具中之前和/或之后将玻璃纤维垫、纱或织物中的至少一种放置在模具的至少一个区域中。
14.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其包括用包括阻燃剂的附加树脂层处理模塑装饰部件的至少一个表面的步骤,优选施加膨胀层,和/或将一层或多层层压到最终面板上。
15.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中混合物A和/或B进一步包含至少一种阻燃剂,优选磷化合物、溴基阻燃剂、硫基阻燃剂和/或硅氧烷基阻燃剂中的至少一种,所述磷化合物选自单体和低聚磷酸盐和膦酸盐、膦酸胺、膦腈和亚膦酸盐的组,其中选自这些组中的一种或多种的几种组分的混合物也可以用作阻燃剂。
16.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中将模具的至少一部分置于低于板坯的玻璃化转变温度的温度,同时将模具表面保持在高于板坯的玻璃化转变温度的温度,直到压机关闭,优选使用电加热、感应加热、第二回火液体的脉冲加热或红外加热中的至少一种来加热模具的表面。
17.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其进一步包括附加步骤,其中将根据前述权利要求中的一项生产的至少两个面板焊接在一起形成一个大面板。
18.一种用于电池电动车辆的牵引电池的外壳的盖或罩,所述盖或罩包括至少一个根据权利要求1至17中的一项生产的汽车模塑面板。
19.根据权利要求18所述的盖或罩,其中所述面板包括聚碳酸酯和玻璃纤维,并且其中所述玻璃纤维由主平均长度为1至5mm的短玻璃纤维和主平均长度为10至15mm的长玻璃纤维组成。
20.根据权利要求18-19中的一项所述的盖或罩,其中所述玻璃纤维为所述面板总重量的20至35重量%。
21.根据权利要求18-20中的一项所述的盖或罩,其中所述长玻璃纤维为所述板重量的至少15%。
22.根据权利要求18-21中的一项所述的盖或罩,其中所述面板包括层压或涂覆到至少一个表面上的至少一个附加层,所述附加层为装饰层、电磁屏蔽涂层、膨胀层、涂层或金属层中的至少一种。
23.根据权利要求18-22中的一项所述的盖或罩,其中所述盖包括多于一个热焊接在一起的根据权利要求1至16中的一项生产的面板。
24.根据权利要求1至17中的一项生产的汽车面板的用途,所述汽车面板用作电池电动车辆的下电池盖、下发动机护罩、车身底部面板、门面板、汽车座椅的外壳、仪表盘面板或仪表板、内部地板面板、包裹架、前或后存储箱和/或轮胎箱、混合动力车辆或电池电动车辆的电池罩或电池外壳盖。
CN202180016476.2A 2020-02-25 2021-01-28 汽车面板 Pending CN115175954A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20159397.7A EP3872119A1 (en) 2020-02-25 2020-02-25 Automotive panel for battery housing cover for bev or hev
EP20159397.7 2020-02-25
PCT/EP2021/051987 WO2021170337A1 (en) 2020-02-25 2021-01-28 Automotive panel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115175954A true CN115175954A (zh) 2022-10-11

Family

ID=69779786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180016476.2A Pending CN115175954A (zh) 2020-02-25 2021-01-28 汽车面板

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230093457A1 (zh)
EP (1) EP3872119A1 (zh)
CN (1) CN115175954A (zh)
WO (1) WO2021170337A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021215371A1 (ja) * 2020-04-24 2021-10-28 帝人株式会社 繊維強化プラスチックに耐火層を設けたバッテリーボックスの構成部品、及びバッテリーボックスの構成部品の製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3000144A (en) * 1956-03-07 1961-09-19 Casavan Ind Composite panels for building constructions
US4044188A (en) * 1972-10-02 1977-08-23 Allied Chemical Corporation Stampable thermoplastic sheet reinforced with multilength fiber
US3993726A (en) * 1974-01-16 1976-11-23 Hercules Incorporated Methods of making continuous length reinforced plastic articles
US4207282A (en) * 1978-06-01 1980-06-10 Armco Inc. Method for molding reinforced polymeric articles
US5710414A (en) * 1991-04-05 1998-01-20 The Boeing Company Internal tooling for induction heating
US5807914A (en) * 1995-07-05 1998-09-15 Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation Glass fiber-reinforced polycarbonate resin composition
US20030158371A1 (en) * 2000-01-26 2003-08-21 Hiroshi Akamine Polycarbonate resin composition
US20060199893A1 (en) * 2005-03-03 2006-09-07 Magna International Inc. Method and system of compounding fiber reinforced thermoplastic
US20070160822A1 (en) * 2005-12-21 2007-07-12 Bristow Paul A Process for improving cycle time in making molded thermoplastic composite sheets
US20120100414A1 (en) * 2010-10-22 2012-04-26 Gm Global Technology Operations, Inc. Encapsulated emi/rfi shielding for a non-conductive thermosetting plastic composite phev battery cover
KR20120044853A (ko) * 2010-10-28 2012-05-08 현대자동차주식회사 플라스틱 복합재를 이용한 전기자동차용 배터리팩 케이스 어셈블리
WO2015049215A1 (de) * 2013-10-02 2015-04-09 Bayer Materialscience Ag Batteriemodul mit ausweichbereich, batteriepack und elektrofahrzeug
KR101952621B1 (ko) * 2015-01-07 2019-02-28 (주)엘지하우시스 섬유 강화 복합재 및 이의 제조방법
US20180345604A1 (en) * 2017-06-02 2018-12-06 Arris Composites Llc Aligned fiber reinforced molding
US20200369839A1 (en) * 2017-12-08 2020-11-26 Steer Engineering Private Limited Process for preparing fiber reinforced polyvinyl chloride composition and products

Also Published As

Publication number Publication date
EP3872119A1 (en) 2021-09-01
WO2021170337A1 (en) 2021-09-02
US20230093457A1 (en) 2023-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107567478B (zh) 具有热塑性环氧聚合物相的复合材料,由其制成的诸如载体的制品,及相关方法
US9543552B2 (en) EMF-shielded plastic prepreg hybrid structural component
JP7514188B2 (ja) 強化ポリエステル構造部材
CN112566964A (zh) 纤维增强热塑性树脂基材及使用其的层叠品
EP0040967A2 (en) Fiber-reinforced mouldable sheet and process for preparation thereof
CN110757722B (zh) 一种热塑性连续纤维增强复合材料制件的成型方法
KR20090099215A (ko) 연속섬유가 보강된 고강도 열가소성 복합재의 제조공정
EP2825372B1 (en) Composite moulding techniques
EP1105277B1 (en) Coated, long fiber reinforcing composite structure and process of preparation thereof
WO2017110533A1 (ja) 構造体の製造方法
CN109071837A (zh) 结构加强件
US10160166B2 (en) Production method for fiber-reinforced component
CN115175954A (zh) 汽车面板
WO2021058677A1 (en) Manufacturing method for structural components and structural component
CN107249865B (zh) 用于生产纤维增强的塑料零件的过程布置以及方法
JP7013873B2 (ja) 加工品の製造方法および加工品
CN107257731A (zh) 用于生产纤维增强的塑料零件的过程布置以及方法
EP0847845A1 (en) Thermoformable sheets having core layer with unmatted, oriented fibers and fiber-free cap layer
KR101364437B1 (ko) 자동차용 복합기재의 제조방법
US20230091936A1 (en) Laminate and welded article using the laminate
AU612772B2 (en) Process for the continuous production of stiffened, thermomoldable, thermoplastic sheets and device suitable to this purpose
US20040028769A1 (en) Foam sandwich composite molding method and apparatus
CN113646152B (zh) 树脂成形品和树脂成形品的制造方法
CN114683577B (zh) 部件成型方法、防护板及飞行汽车
JP2013244614A (ja) 複合樹脂成形品及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination