[發明專利]一種復合材料層壓板的制作方法

有效

• 申請號: 201810284740.0
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108859173B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 蘇彤
• 申請（專利權）人: 山東凱源木業有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29B7/00;C08L63/00;C08L23/06;C08K7/00;C08K7/06;C08K3/08
• 代理公司: 11638 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王新愛

本發明涉及一種復合材料層壓板的制作方法，結合了納米合金粉末增強及碳纖維與膜片交替疊放模壓成型的加工工芝特點，通過調整混合物樹脂成分和納米合金粉末成分，不僅實現了原有增強體的力學增強作用，同時解決了納米粒子添加后樹脂粘度増加、分散性變差的技術難題，實現了復合材料的協同增強、増韌，顯著提髙了碳纖維復合材料界面性能和層間力學性能。

技術領域

本發明涉及層狀材料領域，具體的說，是涉及一種復合材料層壓板的制作方法。

背景技術

復合化是當代新材料發展的一個重要趨勢。碳纖維/環氧樹脂基復合材料(CFRP)是以環氧樹脂為基體，碳纖維作為増強體，采用先進的成型加工工藝制備的一類髙性能復合材料，具有比強度和比模量高，抗疲勞性好，耐腐蝕，結構尺寸穩定性好，可設計性強以及大面積整體成型的優點。

納米復合材料具有可設計性以及性能工藝一體化的特點。納米粒子由于其本身所具有的特殊性能，在和聚合物進行復合以后能夠大幅度提升聚合物的性能，因而是一種制取兼具高性能和多功能復合材料的重要途徑。復合之后得到的材料充分結合了高分子材料的韌性、可加工性、介電性質和無機材料的剛性、尺寸穩定性、熱穩定性，極大地促進了納米復合材料的技術發展；并且納米復合材料目前是一種制備高性能材料的重要手段。

目前的汽車用復合材料層壓板產品，盡管可以通過表面化學處理，將增強材料與樹脂基體進行簡單的溶液混合、熔融混合或原位復合，但未考慮到混合物樹脂分子及增強劑之間的相互作用及不同加工工藝的特點，增強成分在樹脂基體中也未能達到良好的分散狀態，導致很多情況下樹脂基體及其碳纖維増強復合材料的力學性能并沒有明顯變化，甚至下降，并且在同時提髙材料的強度和韌性方面一直存在著難以解決的矛盾。如何通過調整和控制混合物樹脂的成分，使其中增強劑能夠發揮更大的作用，在分散及界面結合性能中起到更好的效果，匹配不同的加工工藝特點，進而能夠改善復合材料的綜合性能是亟待解決的問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種復合材料層壓板的制作方法，該方法包括以下步驟：

1)制備混合物樹脂，配制環氧樹脂、IPDA固化劑與聚乙烯樹脂的質量比為100:60-80:8-12的樹脂體系，然后機械攪拌1-2h，加入占總量0.5～1wt％的DMP-30促進劑，超聲反應2-4h，將混合好的上述有機原料加熱熔融，獲得熔融狀態的混合物樹脂；

2)用無水乙醇溶劑多次洗滌納米合金粉末，按照一定比例將其加入到所述熔融狀態的混合物樹脂中，攪拌30-50min直至混合均勻，再將碳纖維布浸入到混勻后的所述混合物樹脂中，使樹脂均勻覆蓋在所述碳纖維布上，取出后冷卻成型，在烘箱中干燥，制得半成品碳纖維布；

3)將所述半成品碳纖維布和PA6膜片按照交替疊放的次序放入模具中，合模升溫至設定溫度，啟動熱壓機加壓并繼續升溫，然后保壓0.5～1h，冷卻至PA6樹脂的玻璃化轉變溫度Tg以下，脫模后采用常規方法制板，即可獲得復合材料層壓板。

所述步驟3)中，開始啟動熱壓的溫度為110～130℃，保壓壓力為2～8MPa，保壓溫度為225～240℃。

所述納米合金粉末的成份按照重量百分比包括：Mg 10～15％、Al 8～10％、Ti5.0～6.5％、Ag 1.0～2.0％、Au 0.5～0.8％，Ce 0.5～0.8％，余量為銅。

所述復合材料層壓板的拉伸強度和彎曲強度分別為1190～1220MPa和1250～1350MPa。

添加所述納米合金粉末，使得所述復合材料層壓板產品的層剪強度提高了8～13％，壓縮強度提髙了15～21％。