[發明專利]一種連續纖維增強金屬層壓復合材料板及其制作方法

在審

• 申請號: 201210509518.9
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN103847165A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 曹凱
• 申請（專利權）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: B32B15/085
• 分類號: B32B15/085;B32B15/14;B32B17/04;B32B27/04;B32B37/06;B32B37/10;B32B38/18
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術領域

本發明屬于復合材料制備領域，尤其是涉及一種連續纖維增強金屬層壓復合材料板及其制作方法。

背景技術

玻纖增強復合材料是以聚合物為基體，以玻璃纖維為增強體而制成的復合材料，它綜合了聚合物和玻纖的性能，制成的產品具有比強度高、質輕、抗疲勞、耐腐蝕、隔熱等優點。隨著社會的發展，人們漸漸的發現玻纖增強復合材料存在易老化、阻燃性差、耐熱性差、不可修復，連接較復雜等缺點，于是開發了玻纖增強金屬層壓復合材料。玻纖增強金屬層壓復合材料由玻纖增強樹脂和金屬交替排列層壓而成，其綜合了金屬和聚合物的性能，具有比強度高、剛性大、韌性好、易連接加工等優點。目前玻纖增強金屬層壓復合材料主要是由玻纖增強熱固性樹脂和金屬層壓而成，但是該復合材料生產較復雜，成本較高，且不可回收利用，很大程度上限制其發展，因此發展玻纖增強熱塑性樹脂和金屬層壓復合材料具有較好的市場前景，不過由于熱塑性樹脂高溫粘度大，表面極性較弱，與金屬的結合強度較低，目前針對該種復合材料的研究較少，基于此，本發明提供了一種連續玻纖增強熱塑性樹脂與金屬層壓的復合材料，該復合材料不僅強度更高，韌性更好，而且加工簡單，成本較低，且可回收利用。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種韌性更好，強度高，彈性模量高，且可回收利用的連續纖維增強金屬層壓復合材料板及其制作方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種連續纖維增強金屬層壓復合材料板，由包含金屬薄板和連續玻纖增強聚丙烯預浸帶的材料交替組成，所述的屬薄板和連續玻纖增強聚丙烯預浸帶之間經膠粘薄膜連接。

一種連續纖維增強金屬層壓復合材料板的制作方法，包括以下步驟：

(1)預浸帶制備：將排布好的連續玻纖浸漬聚丙烯制備得到厚度在0.15-0.3mm的連續玻纖增強聚丙烯預浸帶；

(2)金屬薄板預處理：對金屬薄板粘結面進行機械處理以提高其表面粗糙度，再用有機溶劑對金屬薄板進行脫脂，最后用偶聯劑對薄板進行處理；

(3)鋪層：將處理好的金屬薄板和連續玻纖增強聚丙烯預浸帶進行交替鋪層，其中金屬薄板和預浸帶之間加一層膠粘薄膜以提高金屬薄板和預浸帶之間的粘結力；

(4)預熱：將鋪好層的材料放到烘箱中進行預熱；

(5)冷壓：將預熱好的材料移到冷模中進行冷壓成型，即得到連續纖維增強金屬層壓復合材料板。

步驟(1)中所述的連續玻纖增強聚丙烯預浸帶為：在200-240℃下將熔融的聚丙烯樹脂涂覆到排布均勻的連續玻纖上面，然后經滾壓制成。

步驟(1)中所述的連續玻纖增強聚丙烯預浸帶中玻纖質量含量在40％-65％之間。

步驟(2)中所述的金屬薄板為鈦合金、鋁合金中的一種，厚度為0.1-0.3mm；所述的機械處理為銼刀打磨、砂紙打磨或砂輪打磨中的一種。

步驟(2)中所述的有機溶劑為丙酮、碳酸鈉、磷酸鈉中的一種。

步驟(2)中所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑，優選乙烯基三硅烷或γ-丙基三甲氧基硅烷。

步驟(3)中所述的膠粘薄膜為聚丙烯基膠粘薄膜，厚度為0.08mm。

步驟(3)中金屬薄板和連續玻纖增強聚丙烯預浸帶的鋪層方向采用為0°和90°兩個方向交替鋪設。

步驟(4)中預熱的溫度為170-190℃，預熱時間為10-30min，冷壓的壓力為2-6MPa，冷壓時間為0.5-3min。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1.本發明將輕質的金屬和高強度的連續玻纖增強聚丙烯材料相結合，該復合材料不僅具有金屬易連接加工的特點，還具有玻纖增強聚丙烯輕質高強的特性，與金屬相比密度更低，與玻璃鋼相比韌性更好，強度高，彈性模量高，且可回收利用，環保無污染；

2.本發明的連續玻纖增強金屬層壓復合材料密度在1.8-2.4g/cm³之間，拉伸強度大于180MPa，拉伸模量大于14GPa，彎曲強度大于190MPa，彎曲模量大于15GPa；

3.連續纖維增強金屬層壓復合材料不僅可以制作成平板，還可以根據產品需求，用帶有型面的模具制備具有一定形狀的制品。

附圖說明

圖1為實施例1中本發明的結構示意圖；

其中1為鋁合金薄板、2為聚丙烯基膠粘薄膜、3為連續玻纖增強聚丙烯板。

具體實施方式