一、引言

碳纤维增强聚合物（CFRP）以其高比强度、高比模量、耐疲劳与轻量化优势，在航空航天、汽车轻量化、体育器材等高端领域成为不可替代的结构材料。碳纤维复合材料的着色不仅是外观需求，更涉及颜料在环氧/酚醛预浸料基体中的分散稳定性、对固化工艺的非干扰性以及对层间力学性能的影响。东莞市蒂森新材料有限公司（DENSON）的SEP系列环氧色浆与NA系列纳米色浆，针对碳纤维预浸料、RTM、热压罐成型等工艺进行了专门适配。

相关产品技术参数可参考蒂森产品中心。

二、技术特点与作用机理

碳纤维复合材料色浆是指适配环氧、酚醛、BMI等高性能树脂基体，用于碳纤维预浸料、RTM树脂及模塑料着色的高浓度颜料分散体。其核心要求是：在高粘度树脂中分散稳定、不干扰固化反应、不影响纤维-树脂界面剪切强度（IFSS）。

蒂森SEP系列环氧色浆采用与双酚A型环氧树脂骨架相容的分散剂体系，颜料经纳米级砂磨分散，细度≤3μm（GB/T 1724），在环氧预浸料中添加量1-5phr时，对DSC固化峰温影响≤2℃，对层间剪切强度保留率≥95%（GB/T 1450.1）。

图1 碳纤维复合材料热压罐（autoclave）固化成型设备

三、应用案例

案例1：汽车碳纤维部件着色与热压罐成型

汽车碳纤维部件（尾翼、后视镜外壳、车顶面板、内饰装饰件）多采用预浸料热压罐成型或模压成型。热压罐工艺参数：温度120-180℃、压力0.3-0.6MPa、真空度≤-0.09MPa、保温保压60-120min。蒂森SEP色浆在预浸料树脂中添加量2-4phr，成型后部件表面碳纤维纹理清晰、颜色均匀，热变形温度≥200℃（GB/T 1634），弯曲强度≥800MPa（GB/T 1449）。

图2 碳纤维复合材料汽车运动部件成品

案例2：航空航天结构件着色与RTM工艺

航空航天碳纤维结构件采用树脂传递模塑（RTM）或真空辅助树脂传递模塑（VARTM）工艺，树脂多为高性能环氧或BMI（双马来酰亚胺），固化温度180-250℃。色浆需在低粘度注射树脂中均匀分散且不堵塞注射口。蒂森NA系列纳米色浆细度≤1μm，在RTM树脂中添加量1-3phr，注射粘度变化≤15%，制品孔隙率≤1%（超声C扫描检测），满足航空级质量要求。

图3 碳纤维预浸料部件铺层与成型工作台

案例3：体育器材碳纤维着色与外观品质

碳纤维自行车架、高尔夫杆身、网球拍等体育器材对外观品质要求极高，需呈现清晰的碳纤维编织纹理与均匀底色。色浆在透明环氧基体中添加量0.5-2phr，既提供底色又不掩盖碳纤维纹理。蒂森NA高透明纳米色浆透光率≥85%（ASTM D1003），制品表面光泽度≥90GU（GB/T 9754），耐汗渍色牢度≥4级（GB/T 3922）。

图4 碳纤维复合材料汽车尾翼成品

四、关键选型参数与使用建议

五、结论

碳纤维复合材料着色需根据成型工艺（热压罐、RTM、模压）与性能等级选择适配的色浆体系。蒂森SEP环氧色浆与NA纳米色浆在碳纤维预浸料、RTM树脂及模塑料中均表现出优异的分散稳定性与固化非干扰性，制品力学性能保留率高、外观品质好，可满足汽车轻量化、航空航天及高端体育器材的着色需求。

六、常见问题（FAQ）

Q1：色浆会影响碳纤维预浸料的储存期吗？
A：合格的环氧色浆不应引入催化或阻聚成分，对预浸料储存期（通常-18℃下6-12个月）无显著影响。建议使用前做DSC对比测试，确认固化峰温与放热量偏差≤5%。

Q2：RTM工艺中色浆导致注射口堵塞怎么办？
A：主要原因是色浆细度不足或颜料团聚。应选用细度≤1μm的纳米色浆（如蒂森NA系列），并在注射前将色浆与树脂充分混合、过滤（200目以上）后再注入模具。

Q3：如何在透明碳纤维部件中既着色又保留纹理？
A：选用高透明纳米色浆（透光率≥85%），添加量控制在0.5-2phr，采用低粘度透明环氧基体。避免使用高遮盖力无机颜料，优先选择有机颜料或透明氧化铁系颜料。

Q4：色浆对碳纤维-树脂界面剪切强度有影响吗？
A：色浆中的分散剂可能迁移至纤维-树脂界面，影响界面结合。合格色浆应通过界面剪切强度测试（IFSS），保留率≥95%。蒂森SEP系列经过专门的界面相容性评估，对IFSS影响极小。

Q5：高温固化（≥200℃）体系应选什么色浆？
A：应选用耐温型色浆，颜料需选择无机颜料（氧化铁、钛白、钴蓝、钴绿等）或耐高温有机颜料，避免使用偶氮类颜料。蒂森SEP耐温系列可承受极限300℃，适用于BMI、聚酰亚胺等高温固化体系。