[發明專利]一種可變密度的熱塑性復合材料夾芯結構及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110609205.X
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113291011A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 周曉東;湯溢融
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B32B27/28
• 分類號: B32B27/28;B32B27/36;B32B27/20;B32B27/08;B60R13/02;B62D25/06;B62D29/04;B29C70/34;B29C65/02;B29L7/00;B29L9/00
• 代理公司: 上海領洋專利代理事務所(普通合伙) 31292
• 代理人: 羅曉鵬

1.一種可變密度的熱塑性復合材料夾芯結構，其特征在于，包括面板和位于所述面板之間的可變密度夾芯層；其中，所述面板采用連續纖維織物增強熱塑性樹脂板材，所述可變密度夾芯層采用膨脹化的長纖維增強熱塑性樹脂片材。

2.根據權利要求1所述的可變密度的熱塑性復合材料夾芯結構，其特征在于，所述可變密度夾芯層中采用的熱塑性樹脂選自粉末狀的聚苯硫醚(PPS)或聚醚醚酮(PEEK)，添加量為40wt％–60wt％。

3.根據權利要求1所述的可變密度的熱塑性復合材料夾芯結構，其特征在于，所述可變密度夾芯層中所述長纖維的長度為9–18mm，添加量為40wt％–60wt％。

4.根據權利要求3所述的可變密度的熱塑性復合材料夾芯結構，其特征在于，所述長纖維選自玻璃纖維(GF)、碳纖維(CF)、玄武巖纖維(GBF)或芳綸纖維(AF)中的一種或兩種以上組合。

5.根據權利要求1所述的可變密度的熱塑性復合材料夾芯結構，其特征在于，所述面板中采用的熱塑性樹脂為聚碳酸酯(PC)，添加量為30wt％–70wt％。

6.根據權利要求1所述的可變密度的熱塑性復合材料夾芯結構，其特征在于，所述面板中采用的連續纖維織物選自玻璃纖維織物或碳纖維織物，添加量為30wt％–70wt％。

7.根據權利要求1至6任一項所述熱塑性復合材料夾芯結構的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)向濕法分散-攪拌設備內加入水和熱塑性樹脂粉末進行攪拌形成懸浮液，再加入長纖維和復合表面活性劑持續攪拌10-20min，停止攪拌，靜置等待混合物沉降；

(2)待所述復合表面活性劑產生的泡沫消去后，將底部沉淀物取出，并用烘箱105–110℃干燥至恒重，得到氈體；

(3)將步驟(2)中干燥后的氈體加熱至熔點溫度以上進行膨化處理8–15min，膨化處理后的氈體通過模具確定定型厚度為4–10mm后進行冷壓定型，得到可變密度的長纖維增強熱塑性樹脂片材；

(4)以連續纖維織物增強熱塑性樹脂板材作為面板、步驟(3)中可變密度的長纖維增強熱塑性樹脂片材作為可變密度夾芯層疊放整齊，在加熱溫度為260–270℃和壓力為1–2MPa的條件下熱壓固化60–120s，快速轉移至冷壓機上在壓力為1–2MPa的條件下冷壓定型，得到熱塑性復合材料夾芯結構。

8.根據權利要求7所述熱塑性復合材料夾芯結構的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述復合表面活性劑的用量為30–60mg/L，其由質量比為1:4的陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑復配而成。

9.根據權利要求7所述熱塑性復合材料夾芯結構的制備方法，其特征在于，

步驟(3)中，所述氈體加熱至325℃膨化處理10min；和/或

步驟(4)中，所述熱塑性復合材料夾芯結構通過所述面板和所述可變密度夾芯層在溫度為265℃和壓力為1.5MPa的條件下熱壓固化90s，快速轉移至冷壓機上在壓力為1.5MPa的條件下冷壓定型得到。

10.權利要求1至6任一項所述熱塑性復合材料夾芯結構在汽車內飾、公交車頂板或筆記本電腦后蓋中的應用。