本發明涉及底護板，具體的，涉及一種發動機底護板及其制備方法。
背景技術：
1、發動機底護板，也稱為導流板，通常是根據各種不同車型量身設計的引擎防護裝置，安裝在發動機底部，用以防止發動機在行駛過程中受到外部因素（如路面坑洼、沙石撞擊等）的損害，從而避免汽車拋錨。此外，發動機底護板還能在一定程度上保持發動機艙的清潔，防止路面積水灰塵進入發動機艙，提高發動機的運行效率。隨著汽車工業的快速發展和消費者需求的不斷變化，對發動機底護板的性能要求也越來越高，包括輕量化、高強度、耐沖擊、降噪及良好的散熱性能等。
2、目前市場上常見的發動機底護板材質主要有鋼質板、鋁合金、硬塑樹脂及塑鋼等。這些材質在重量、價格、保護效果等方面均有所不同，其中硬塑樹脂低成本、輕質，但保護異物撞擊的能力相對較弱，此外，現有底護板在材料選擇上受到一定限制，難以同時滿足輕量化、高強度、耐沖擊及耐復雜環境等多方面的性能要求。基于此，本發明提出了一種發動機底護板及其制備方法。
技術實現思路
1、為了解決前述問題，本發明提出一種發動機底護板，硬度高，還具有一定的耐酸堿性，同時保持了良好的力學性能。
2、本發明的技術方案如下：
3、第一方面，本發明提出一種高強度擋泥板，包括以下重量份的原料：聚丙烯40-50份、玻璃纖維15-20份、碳化硅改性碳纖維5-10份、納米二氧化硅5-9份、相容劑2-3份、抗氧劑0.5-1份、硬脂酸鈣0.3-0.5份、聚乙烯蠟0.4-0.6份。
4、作為進一步的技術方案，所述碳化硅改性碳纖維的制備方法包括：將正硅酸乙酯與乙醇和水混合，加入鹽酸水溶液，在轉速為200-300rpm的條件下攪拌20-24h，形成透明溶膠；將1-2g經過硝酸預處理后的碳纖維浸入10-20ml的透明溶膠中，30-40khz條件下超聲30-40min，隨后在60-80℃、真空條件下干燥120-140min，隨后在氬氣條件下以3-5℃/min升溫至500-600℃，保溫50-60min，繼續以3-5℃/min升溫至1100-1200℃，保溫50-60min，冷卻至室溫后即得。
5、作為進一步的技術方案，所述預處理后的碳纖維的制備方法包括：將碳纖維浸入丙酮中，在功率為90-100w，頻率為30-40khz條件下超聲清洗30-40min，70-80℃條件下烘干2-3h后浸入質量濃度為60-70%的硝酸水溶液中，75-85℃條件下處理50-70min，去離子水沖洗至中性，100-120℃條件下干燥3-4h后即得。
6、作為進一步的技術方案，所述玻璃纖維長度為200-400μm，直徑為20-30μm；所述碳纖維的長度為3-5mm，直徑7-9μm。
7、作為進一步的技術方案，所述正硅酸乙酯、乙醇、水和鹽酸水溶液的用量比為10-11g：18-20g：3-4g：5-6ml。
8、作為進一步的技術方案，所述鹽酸水溶液的濃度為0.1-0.2m。
9、作為進一步的技術方案，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。
10、作為進一步的技術方案，所述抗氧劑為抗氧劑1010。
11、第二方面，本發明提出一種高強度擋泥板的制備方法，步驟包括：將聚丙烯、玻璃纖維、碳化硅改性碳纖維、納米二氧化硅、相容劑、抗氧劑、硬脂酸鈣、聚乙烯蠟在轉速為400-500rpm的條件下混合5-15min；通過雙螺桿擠出機熔融共混，擠出造粒，成型，得到發動機底護板。
12、作為進一步的技術方案，所述雙螺桿擠出機的溫度設置包括：一區155-165℃，二區185-195℃，三區205-215℃，模頭溫度200-210℃。
13、本發明的工作原理及有益效果為：
14、在本發明中，碳纖維的預處理是提升其與基體材料界面結合強度的關鍵步驟。本發明采用丙酮超聲清洗與硝酸氧化處理相結合的方法。其中，丙酮超聲清洗利用溶劑的溶解作用和超聲波的空化效應，有效清除了碳纖維表面的油脂、灰塵等雜質，為后續處理提供了潔凈的表面。而硝酸氧化處理則通過氧化碳纖維表面的碳原子，引入含氧官能團（如羧基、羥基等），這些官能團能夠與基體材料中的極性基團形成化學鍵合，從而顯著增強界面結合強度。
15、在預處理的基礎上，本發明通過特定的溶膠-凝膠法和熱處理工藝，在碳纖維表面形成了碳化硅涂層。溶膠-凝膠法利用正硅酸乙酯、乙醇、水和鹽酸水溶液的化學反應，形成透明溶膠。碳纖維浸入溶膠后，經過超聲處理和真空干燥，再經高溫熱處理，最終在碳纖維表面形成致密的碳化硅涂層。該涂層不僅改善了碳纖維與聚丙烯基體之間的熱膨脹系數匹配度，減少了因熱膨脹差異引起的界面應力。這種碳化硅涂層還能形成一層化學惰性的保護層，能夠抵抗酸堿等惡劣環境的侵蝕，提升材料的酸堿保持率，還能夠增加碳纖維表面的粗糙度和活性，有利于與基體材料形成更強的界面結合，從而提高材料的整體力學性能。
16、本發明中，通過多維增強網絡的協同作用，玻璃纖維具有較高的模量，能夠抵抗外力作用下的形變，為擋泥板提供穩定的支撐結構；碳纖維具有極高的強度，能夠承受較大的拉伸和壓縮載荷，與玻璃纖維形成互補，共同提升擋泥板的整體力學性能，玻璃纖維和碳纖維在三維空間中交織分布，形成多維增強網絡，有效分散和傳遞載荷，提高材料的抗沖擊性能。
17、此外，本發明還利用納米二氧化硅作為異相成核劑，能夠促進聚丙烯基體中晶粒的細化，提高材料的結晶度和力學性能。晶粒細化不僅能夠提高材料的強度和韌性，還有助于改善材料的加工性能和耐熱性。此外，納米二氧化硅顆粒能夠填充碳纖維與基體材料之間的界面缺陷，減少應力集中點，從而提高材料的整體強度和韌性。這種界面增強作用進一步提升了復合材料的整體性能。
1.一種發動機底護板，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚丙烯40-50份、玻璃纖維15-20份、碳化硅改性碳纖維5-10份、納米二氧化硅5-9份、相容劑2-3份、抗氧劑0.5-1份、硬脂酸鈣0.3-0.5份、聚乙烯蠟0.4-0.6份。
2.根據權利要求1所述的一種發動機底護板，其特征在于，所述碳化硅改性碳纖維的制備方法包括：將正硅酸乙酯與乙醇和水混合，加入鹽酸水溶液，攪拌形成透明溶膠；將經過硝酸預處理后的碳纖維浸入透明溶膠中，超聲、干燥，隨后在氬氣條件下以3-5℃/min升溫至500-600℃，保溫50-60min，繼續以3-5℃/min升溫至1100-1200℃，保溫50-60min，冷卻至室溫后即得。
3.根據權利要求2所述的一種發動機底護板，其特征在于，所述預處理后的碳纖維的制備方法包括：將碳纖維浸入丙酮中超聲清洗30-40min，70-80℃條件下烘干2-3h后浸入質量濃度為60%-70%的硝酸水溶液中，75-85℃條件下處理50-70min，去離子水沖洗至中性，干燥后即得。
4.根據權利要求3所述的一種發動機底護板，其特征在于，所述玻璃纖維長度為200-400μm，直徑為20-30μm；所述碳纖維的長度為3-5mm，直徑7-9μm。
5.根據權利要求2所述的一種發動機底護板，其特征在于，所述正硅酸乙酯、乙醇、水和鹽酸水溶液的用量比為10-11g：18-20g：3-4g：5-6ml。
6.根據權利要求5所述的一種發動機底護板，其特征在于，所述鹽酸水溶液的濃度為0.1-0.2m。
7.根據權利要求1所述的一種發動機底護板，其特征在于，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。
8.根據權利要求1所述的一種發動機底護板，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑1010。
9.一種如權利要求1-8任一項所述的發動機底護板的制備方法，其特征在于，步驟包括：將聚丙烯、玻璃纖維、碳化硅改性碳纖維、納米二氧化硅、相容劑、抗氧劑、硬脂酸鈣、聚乙烯蠟在轉速為400-500rpm的條件下混合5-15min；通過雙螺桿擠出機熔融共混，擠出造粒，成型，得到發動機底護板。
10.根據權利要求9所述的發動機底護板的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠出機的溫度設置包括：一區155-165℃，二區185-195℃，三區205-215℃，模頭溫度200-210℃。