[發明專利]一種具有漢堡結構的多層麻/碳纖維復合板材及制造工藝

有效

• 申請號: 201310576804.1
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103612425A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 于永成;張萬喜;陳廣義
• 申請（專利權）人: 大連天祿新材料有限公司
• 主分類號: B32B5/26
• 分類號: B32B5/26;B32B37/06;B32B37/10;D04H1/4382
• 代理公司: 大連智慧專利事務所 21215
• 代理人: 孫宇宏

技術領域

本發明涉及麻纖維復合板材及其制備工藝，具體涉及一種具有漢堡結構的多層麻/碳纖維復合板材及制造工藝。?

背景技術

隨著汽車工業的迅速發展，汽車材料正朝著輕量化、高強度、環保可回收的方向發展。由于目前生產汽車非金屬零部件的復合基材主要是聚氨酯（PU）板、聚丙烯木粉板及玻璃鋼板等，存在有毒化學藥品污染環境方面的缺陷，這些復合材料正逐步被新型纖維復合材料所取代，最具代表性的就是天然麻纖維復合材料。專利文獻（公開號：CN?102294853A）公開了一種漢堡式麻纖維板及其制備工藝，復合板材是由面層、麻纖維芯層和底層構成，并采用一次模壓成型。上述單純麻纖維復合板材具有質量輕、吸濕性好、無毒環保、成本低等優點，但其缺點在于天然纖維本身強度不夠，造成板材及成型結構件的強度較低，大大影響了其在汽車零部件上的應用。碳纖維作為一種新型增強材料，其力學性能十分優異，通用型碳纖維的強度可達1000MPa，模量為100GPa，楊氏模量是玻璃纖維的3倍多，是凱芙拉纖維的2倍，碳纖維樹脂基復合材料的抗拉強度一般都在3500MPa以上，是鋼的7～9倍，抗拉彈性模量為230GPa～430GPa，亦高于鋼，碳纖維的加入可以有效的提升麻纖維復合板材的力學性能。專利文獻（公開號：CN103101261A）公開了一種環保可回收汽車內飾件碳纖維和麻纖維復合板材，該復合板材由面層和芯層組成，其中核心芯層是由麻纖維和碳纖維以及兩種化學纖維組成，利用碳纖維的高強度和高韌性，克服了單純麻纖維板材的某些力學性能缺陷，具有密度小、強度高、成型性好、無毒環保等優點，可廣泛應用于汽車內飾領域，但由于所采用的短切碳纖維本身性能所限，復合板材的力學性能仍存在瓶頸，一定程度上限制了其在汽車結構件及承載零部件上的應用。?

發明內容

本發明公開一種具有漢堡結構的多層麻/碳纖維復合板材及制造工?

藝，目的在于克服上述單純天然麻纖維復合板材以及碳纖維/麻纖維復合材料的技術缺陷；并且提供一種具有漢堡結構的多層麻/碳纖維復合板材的制

造工藝。

漢堡式的復合結構，其設計思路在于：面層和底層是化學纖維的針刺氈，主要起到隔絕、裝飾以及保護內部核心層的作用。上下兩層由麻纖維和短切碳纖維以及作為粘合劑的化學纖維組成的麻/短切碳纖維氈層構成了漢堡結構的主體，賦予復合材料主要的力學性能、優異的減震及隔音效果。為了進一步提升復合材料的力學性能，在兩層麻/碳纖維復合氈層之間再加入一層力學性能更為優異的碳纖維布層。按照面層-麻/短切碳纖維氈層-碳纖維布層-麻/短切碳纖維氈層-底層的順序依次鋪放入模具中，預熱后一次模壓即可成型。?

為實現本發明目的，采用以下技術方案：具有漢堡結構的多層麻/碳纖維復合板材是由面層⑴、麻/短切碳纖維氈層Ⅰ⑵、碳纖維布層⑶、麻/短切碳纖維氈層Ⅱ⑷和底層⑸組成。?

所述面層⑴和底層⑸均是由滌綸纖維、丙綸纖維和氨綸纖維三種化學纖維混料鋪網針刺制成；各組份的重量百分比為：滌綸纖維30%～40%、丙綸纖維40%～50%、氨綸纖維10%～20%。?

所述麻/短切碳纖維氈層Ⅰ⑵和麻/短切碳纖維氈層Ⅱ⑷是由短切碳纖維、麻纖維、滌綸纖維和丙綸纖維四種纖維混料鋪網針刺制成；復合氈層各組份的重量百分比為：短切碳纖維10%～30%、麻纖維10%～30%、滌綸纖維20%～30%及丙綸纖維30%～40%。?

所述碳纖維布層⑶是經過表面氧化改性處理后的1K、3K、6K、12K、24K、50K及其以上的單層針織碳纖維布。

具有漢堡結構的多層麻/碳纖維復合板材的制造工藝，包括以下制造步驟：?

第一步：制造面層和底層

按照面層⑴和底層⑸組分滌綸纖維、丙綸纖維和氨綸纖維的重量百分比，將各組份混合均勻后鋪網針刺制成；

第二步：制造麻/短切碳纖維氈層

首先按照麻/短切碳纖維氈層Ⅰ⑵和麻/短切碳纖維氈層Ⅱ⑷各組分短切碳纖維、麻纖維、滌綸纖維和丙綸纖維的重量百分比配料、進行開松處理，然后混合均勻，最后鋪成纖維網并針刺制成麻/短切碳纖維氈層Ⅰ⑵和麻/短切碳纖維氈層Ⅱ⑷；

第三步：制造具有漢堡結構的多層麻/碳纖維復合板材