[發明專利]一種低密度預浸料、制備方法及應用

在審

• 申請號: 202111300695.1
• 申請日: 2021-11-04
• 公開（公告）號: CN113943471A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 張華川;余麗嬌;賀藝;李曉陽;賈沛陽
• 申請（專利權）人: 成都魯晨新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L63/02
• 分類號: C08L63/02;C08L63/00;C08L67/00;C08K9/04;C08K7/28;C08J5/24;B32B27/02;B32B27/36
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 唐亭

本發明公開了一種低密度預浸料及其制備方法，低密度預浸料強芯氈增強體，以及環氧樹脂組合物，所述環氧樹脂組合物用來浸漬所述強芯氈增強體；所述環氧樹脂組合物包含環氧樹脂、固化劑及空心玻璃微珠；制備低密度預浸料時，先混合制備環氧樹脂組合物，再通過一步法涂膜，與強芯氈復合，經熱壓而獲得。本發明的低密度預浸料，其密度在0.5g/cm³以下，低于常規玻纖、碳纖預浸料的密度，可用于對重量要求較高的復合材料產品的制造；在鋪覆較少層數就能獲得較高的剛度和一定厚度，可提高生產效率；本發明制備低密度預浸料的方法簡單，便于操作，獲得的預浸料具有良好的工藝性能。

技術領域

本發明涉及復合材料制備技術領域，具體涉及一種低密度預浸料及其制備方法。

背景技術

纖維增強樹脂基復合材料具有高比強度、高比模量、重量輕等優點，可用于替代金屬材料，目前已被廣泛應用到航空航天、軌道交通、體育休閑、醫療等各種工業領域，在這些應用中，預浸料在纖維增強樹脂基復合材料應用中占比高達50％以上。預浸料是用樹脂基體在嚴格控制的條件下浸漬連續纖維或織物，制成的樹脂基體與增強體的組合物，是制造復合材料的中間材料。預浸料具有一定力學性能的結構單元，可用以進行結構設計。預浸料的增強體一般為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維等，及用纖維制成的織物，樹脂基體一般為熱固性樹脂或熱塑性樹脂。

在使用預浸料成型制備復合材料產品時，為獲得所需的剛度，要求產品具有一定厚度，需要鋪覆多層預浸料。通常使用的單向纖維或織物預浸料剛性出色，但密度卻較高，重量相對較重，制備高剛度復合材料產品過程中，所需預浸料層數增加，使得產品重量增加，不滿足一些對減重要求較高的產品；同時工藝操作人員鋪覆較多層數預浸料時，產品的生產效率也會降低。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題提供一種重量輕、剛度高的低密度預浸料，同時提供該低密度預浸料的制備方法。

本發明采用的技術方案，一方面是：

提供一種低密度預浸料，其包含強芯氈增強體，以及環氧樹脂組合物，所述環氧樹脂組合物用來浸漬所述強芯氈增強體；環氧樹脂組合物按重量百分比包括：環氧樹脂75wt％～92wt％、固化劑5wt％～15wt％、空心玻璃微珠3wt％～10wt％；強芯氈增強體和環氧樹脂組合物的重量比為7:3～2:8。

進一步的，低密度預浸料所用的增強體為強芯氈，呈六邊形蜂窩狀，面密度為115～300g/m²；

進一步的，環氧樹脂組合物中包含的空心玻璃微珠粒徑為2～150μm，D50為30～75μm，密度為0.15～0.60g/cm³。

一種低密度預浸料得到的層壓板，低密度預浸料固化后即可得到層壓板，層壓板的密度在0.5g/cm³以下。

本發明的另一方面，還提供一種低密度預浸料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將環氧樹脂、空心玻璃微珠、固化劑混合得到環氧樹脂組合物；

步驟2：采用一步法制備，將環氧樹脂組合物在離型紙上涂覆成樹脂膜，與牽引出的強芯氈增強體復合，在熱壓條件下環氧樹脂組合物浸潤強芯氈，后經收卷或分切得到低密度的預浸料。

進一步的，制備低密度預浸料時，在離型紙上涂膜采用雙面涂覆。

進一步的，低密度預浸料含浸的熱壓條件為：熱壓輥間隙在1～3mm之間，熱壓輥溫度為35～75℃。

進一步的，制備的低密度預浸料用于輕量化夾層結構的制造，作為夾層結構中的芯材使用。

本發明的有益效果是：

(1)本發明的低密度預浸料，其密度在0.5g/cm³，低于常規玻纖、碳纖預浸料的密度，可用于對重量要求較高的復合材料產品的制造；