[發明專利]工程塑料和多孔金屬板的層壓復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110169711.1
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112848528A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 張利;何苗苗;李玉寶
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B32B3/24
• 分類號: B32B3/24;B32B3/30;B32B27/28;B32B27/20;B32B15/08;B32B15/00;B32B15/18;B32B15/20;B32B27/34;B32B15/088;B32B27/36;B32B15/09;B32B37/06;B32B37/10
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵

本發明所述工程塑料和多孔金屬板的層壓復合材料，其底層和頂層為工程塑料或含有增強相的工程塑料，底層與頂層之間有至少一層金屬孔板，當底層與頂層之間的金屬孔板為至少兩層時，金屬孔板之間為工程塑料層或含有增強相的工程塑料層，所述工程塑料層或含有增強相的工程塑料層與所述金屬孔板結合成一體，且工程塑料或含有增強相的工程塑料貫穿在金屬孔板的孔道中形成網絡互穿結構。上述層壓復合材料的制備方法，首先將工程塑料粉末或含增強相的工程塑料粉末鋪設在模具中，當其加熱熔融后放入金屬孔板，當金屬孔板和工程塑料粉末或含增強相的工程塑料粉末完全放入模具后保溫保壓，然后取出裝有熱壓產物的模具自然冷卻至室溫，得到層壓復合材料。

技術領域

本發明屬于纖維金屬混雜層板技術領域，涉及工程塑料和多孔金屬板的層壓復合材料及其制備方法。

背景技術

纖維金屬混雜層板(工程塑料金屬混雜層板)是由金屬薄板與纖維增強樹脂預浸料或工程塑料交替層鋪后熱壓固化形成的復合層板，因而綜合了金屬材料和纖維復合材料或工程塑料的優點，具有更高的比強度、比剛度及優異的耐高溫性能，在航空和生物材料領域具有廣闊的應用前景。但此類材料由于具有多界面層，尤其是金屬/樹脂界面的結合牢靠性較差，因而存在的主要問題是界面失效(界面分層)，導致力學性能降低，甚至材料整體被破壞。

為了解決復合層板的界面失效問題，現有技術通過對金屬板進行表面處理及在金屬板與預浸料或工程塑料之間增加底膠樹脂層來提高金屬板與纖維增強樹脂或工程塑料的結合強度。例如，CN201710556504.5公開了一種改善鈦/纖維增強復合材料層板界面性能的方法，該方法的步驟如下：1)對鈦合金進行表面處理，表面處理方法為噴砂處理、陽極氧化處理或者噴砂后陽極氧化處理；2)將碳納米管與耐高溫熱固性底膠樹脂形成的分散液作為層板的底膠層涂敷在經過表面處理的鈦合金表面，與預浸料樹脂進行多層鋪設，形成復合層板，其碳纖維層/金屬層層間結構包含兩個界面，分別為鈦/碳納米管/熱固性樹脂界面層和碳纖維/熱固性樹脂界面層；3)將分散過碳納米管的底膠樹脂均勻涂覆于鈦合金表面并烘干；4)將烘干后的涂覆有底膠樹脂層的鈦板與纖維增強預浸料交替鋪層，加溫加壓固化得到鈦/纖維增強復合材料層板；每層鈦板與預浸料之間都有一層含有碳納米管的底膠樹脂層。上述方法雖然可改善層板的層間界面性能，提高層板的綜合力學性能，但工藝較為復雜，且增加了復合層板的制備成本。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供工程塑料和多孔金屬板的層壓復合材料及其制備方法，以解決纖維金屬混雜層板(工程塑料金屬混雜層板)的界面失效(界面分層)問題，并簡化工藝和降低制備成本。

本發明所述工程塑料和多孔金屬板的層壓復合材料，其底層和頂層為工程塑料或含有增強相的工程塑料，底層與頂層之間有至少一層金屬孔板，當底層與頂層之間的金屬孔板為至少兩層時，金屬孔板之間為工程塑料層或含有增強相的工程塑料層，所述工程塑料層或含有增強相的工程塑料層與所述金屬孔板結合成一體，且工程塑料或含有增強相的工程塑料貫穿在金屬孔板的孔道中形成網絡互穿結構。

上述工程塑料和多孔金屬板的層壓復合材料，當底層與頂層之間的金屬孔板為至少兩層時，金屬孔板之間的工程塑料層厚度為500μm～2cm。

上述工程塑料和多孔金屬板的層壓復合材料，金屬孔板的厚度不超過3mm，孔密度為1～1000個/cm²。

上述工程塑料和多孔金屬板的層壓復合材料，金屬孔板上的孔優選圓孔或方孔，當金屬孔板上的孔為圓孔時，孔徑為200μm～5mm，當金屬孔板上的孔為方孔時，孔的長度為200μm～5mm、寬度為200μm～5mm。