[發明專利]一種易于熱成型的輕質高抗沖高模量多層復合板材及其制備方法

在審

• 申請號: 201810220385.0
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108407421A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 王春敏;孫亞峰;胡延東;王永榮
• 申請（專利權）人: 嘉興領科材料技術有限公司
• 主分類號: B32B27/36
• 分類號: B32B27/36;B32B27/32;B32B27/06;B32B27/08;B32B27/20
• 代理公司: 杭州千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 張云波;吳輝輝

1.一種易于熱成型的輕質高抗沖高模量纖維增強多層復合板材，其特征在于：包括復合板材本體（1）；該復合板材本體（1）由兩層或多層結構的復合層板材復合而成；所述復合板材本體（1）包括外層（2）和內層（4）；外層（2）和內層（4）通過加熱加壓復合制成板材；所述外層（2）為纖維增強熱塑性復合材料層，內層（4）為超高分子量聚乙烯纖維增強樹脂層。

2.根據權利要求1所述的一種易于熱成型的輕質高抗沖高模量纖維增強多層復合板材，其特征在于：還設置有中間層（3），中間層（3）位于外層（2）和內層（4）之間，所述中間層（3）為熱塑性膠粘薄膜層。

3.根據權利要求2所述的一種易于熱成型的輕質高抗沖高模量纖維增強多層復合板材，其特征在于：所述內層（4）包括兩層超高分子量聚乙烯纖維增強樹脂層（4-1）；外層（2）包括2個兩層纖維增強熱塑性復合材料層（2-1），2個兩層纖維增強熱塑性復合材料層（2-1）分別布設于兩層超高分子量聚乙烯纖維增強樹脂層（4-1）的上下端。

4.根據權利要求2所述的一種易于熱成型的輕質高抗沖高模量纖維增強多層復合板材，其特征在于：所述中間層（3）包括兩層熱塑性膠粘薄膜層（3-1），所述兩層熱塑性膠粘薄膜層（3-1）分別位于超高分子量聚乙烯纖維增強樹脂層（4-1）與纖維增強熱塑性復合材料層（2-1）之間。

5.一種如權利要求1-4之任意所述的易于熱成型的輕質高抗沖高模量纖維增強多層復合板材的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一，將玻纖、碳纖或玄武巖纖維材料按照需要的長度進行裁切，并均勻分散，然后通過輸送輥導入兩層預熱的熱塑性樹脂薄膜間，然后加熱加壓使得熱塑性樹脂熔融流入增強玻纖或碳纖維間，充分浸漬并保壓，隨后降壓冷卻，形成剛性纖維增強熱塑性復合材料層（2-1）；

步驟二，將超高分子量聚乙烯纖維預先均勻分散，通過牽引輥導入兩層熱塑性樹脂薄膜間，加熱加壓促使熱塑性薄膜熔融并完全浸漬超高分子量聚乙烯纖維，隨后在一對冷卻輥作用下冷卻固化成型，形成超高分子量聚乙烯纖維增強樹脂層（4-1）；

步驟三，將步驟一中制得的剛性纖維增強熱塑性復合材料層（2-1）和步驟二中制得的超高分子量聚乙烯纖維增強樹脂層（4-1）按照所需要的材料剛性、抗沖性能、及面密度要求進行兩層或多層疊加，然后在層壓機或連續復合壓機上加熱加壓，使得各層之間熔融固化；

步驟四，將所制備的復合板材緩慢降壓冷卻，最終制得平整且內部無氣孔缺陷的輕質抗沖高強復合材料板材。

6.根據權利要求5所述的一種易于熱成型的輕質高抗沖高模量纖維增強多層復合板材的制備方法，其特征在于：在上述制備步驟一中所述的剛性纖維增強熱塑性復合材料層（2-1）中，纖維的質量含量在20%-70%之間；單層片層的厚度為0.2-0.5mm之間。

7.根據權利要求5所述的一種易于熱成型的輕質高抗沖高模量纖維增強多層復合板材的制備方法，其特征在于：在上述制備步驟二中所述的超高分子量聚乙烯纖維增強樹脂層（4-1）中，超高分子量聚乙烯纖維的質量含量在30%-80%之間；單層片層的厚度為0.1-0.3mm之間。

8.根據權利要求5所述的一種易于熱成型的輕質高抗沖高模量纖維增強多層復合板材的制備方法，其特征在于：在上述制備步驟一和步驟二中，所選用的熱塑性樹脂基材可以是同種材料，也可以是不同種材料；或者是同種材料（如聚烯烴）但具備不同的熔體流動性能和力學性能。