[發明專利]一種纖維增強混雜芯材及其制備方法

在審

• 申請號: 202010155574.1
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111516319A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 胡煒杰;紀紅兵
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: B32B15/20
• 分類號: B32B15/20;B32B3/24;B32B15/092;B32B15/08;B32B27/38;B32B27/06;B32B27/04;B32B33/00;B29C70/34;B29C70/44;B29C70/46;B29C70/88
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所(普通合伙) 44229
• 代理人: 姜若天

本發明公開了一種纖維增強混雜芯材及其制備方法。其為多層結構，總層數為奇數，奇數層和偶數層相間；所述奇數層為金屬層，所述偶數層為纖維增強熱固性樹脂。本發明的剛強/度能滿足高性能要求，又具有一定延展性能，且性價比最優，同時又可利用現有的金屬材料加工工藝。本發明的工藝簡單、易于標準化生產、產品質量一致性較好。采用本發明技術所制成的材料可直接用于車輛蒙皮、結構件等，可應用于車輛、航空航天、機械、船舶、機器人等領域。且性能可設計，可采用焊接工藝進行連接。通過模具的型面控制，還可制備成圓管型、錐管型或曲面型。

技術領域：

本發明涉及新材料技術領域，具體地說，涉及一種纖維增強混雜芯材及其制備方法。

背景技術

為響應節能、減排法規要求，材料輕量化已成為發展趨勢。德國大眾i3和i8系大量采用了碳纖維復合材料，但由于碳纖維成本較高，碳纖維的全球產量也很有限，約25~28萬噸/年，德國寶馬采用鋁合金與碳纖維配合使用，生產出A、B、C柱、地板，門窗框架、發動機蓋、輪轂、頂蓋等汽車零部件。我國碳纖維產量約10萬噸/年，我國也是全球玻璃纖維第一大生產國，約年產500~600萬噸左右，玻璃纖維能夠滿足中低端產品大大多數要求。但玻璃鋼制品存在材料脆性大、延展性不足、成型工藝復雜、后加工困難等問題，同時，玻璃鋼產品缺乏韌性和延展性，機加工困難。一般地，碳纖維復合材料價格相對較高，產品脆性大，成型周期較長，加工困難，產品缺乏韌性和延展性。隨著碳纖維產量的逐年提高及大絲束的成功量產，碳纖維大量應用日趨成熟。由于現階段國產鋁板或鋁合金不能完全滿足車輛等高強度和高模量的要求，市場上已有將金屬薄板與玻璃纖維結合使用的新材料，如家電外殼等。近些年來，國內外開發出了一些多層復合材料，采用泡沫夾心或軟木夾芯等等，芯材比較偏軟，對材料的力學性能貢獻不大，甚至有些還所有下降，嚴重影響到設計部門對新型輕質材料的選用。為改善新型材料的整體力學性能，開發系列將玻璃纖維或碳纖維優良特性與輕質金屬特性結合起來的新材料，賦予材料一體成型的新特征，具有重要的價值，也適應市場的需求。能滿足剛/強度上的高要求，又具有一定延展性或金屬特征的新材料，價格空間又合理，又可利用現有的金屬鈑金加工方法，具有現實的工程意義。

發明內容

本發明的目的是克服現有玻璃纖維復合材料(玻璃鋼)和碳纖維熱固性復合材料脆性較大、延展性不足、后加工困難、不可焊接等問題，提供一種纖維增強混雜芯材及其制備方法，較好地解決了上述問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種纖維增強混雜芯材，為多層結構，總層數為奇數，奇數層和偶數層相間；

所述奇數層為金屬層，所述偶數層為纖維增強熱固性樹脂。

作為優選的，在上述的纖維增強混雜芯材中，所述金屬層為純鋁板或鋁合金板或鈦或鈦合金板或其它密度≤5.0g/cm³的金屬薄板。

作為優選的，在上述的纖維增強混雜芯材中，所述金屬層上具有均勻分布的密度為4~60個/cm²多個穿透型微小孔洞或槽孔；

作為優選的，在上述的纖維增強混雜芯材中，所述纖維為短纖維織物或氈或單向絲束片，所述短纖維織物為碳纖維或玻璃纖維或石英纖維或玄武巖纖維。

作為優選的，在上述的纖維增強混雜芯材中，所述奇數層每一層的厚度為0.01mm—5mm，所述偶數層的厚度為0.2mm—8mm。

作為優選的，在上述的纖維增強混雜芯材中，所述熱固性樹脂為環氧樹脂或乙烯基樹脂或不飽和聚酯樹脂或酚醛樹脂或AB組份聚氨酯樹脂或氰酸酯樹脂或三聚氰胺甲醛樹脂或呋喃樹脂或聚丁二烯樹脂或有機硅樹脂。

作為優選的，在上述的纖維增強混雜芯材中，所述鋁合金板為錳合金鋁板或鎂合金鋁板或鋁硅合金或鋁銅合金或鋁鋅合金或鋁稀土合金。