一种轻质低成本抗冲击性层叠预浸料复合板材制造技术

本发明专利技术公开了一种轻质低成本抗冲击性预浸料复合板材，复合板是由预浸料上表皮、功能性芯材、预浸料下表皮复合的三明治结构。本发明专利技术的短切玻璃纤维增强热塑性树脂表皮光滑、粘结力强，本发明专利技术中的层压预浸料复合板可作为任意材质的表皮，具有明显的增强效果；也可单独作为板材使用，本发明专利技术中的层压预浸料复合板工艺简单，设备投入低，工序少；相比热固性纤维增强材料，层压预浸料复合板具有热塑性的特点，可多次模压成型，粉碎后造粒回收利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料领域，具体涉及一种轻质低成本抗冲击性预浸料复合板的层叠结构。
技术介绍
目前，玻璃纤维增强材料从基体树脂状态分主要有两类：玻璃纤维热固性树脂、玻璃纤维增强热塑性树脂。热固性树脂能给复合材料带来优异的抗冲击性能，但是它成型效率低，耐候性差，使用周期短，并且不能二次使用，不利于材料的回收与循环利用。热塑性树脂能多次加热成型，有利于材料的二次使用。玻璃纤维增强材料从纤维状态分主要有两类：连续长玻璃纤维增强、短切长玻璃纤维增强。单向长纤维增强树脂复合材料（日本特开昭60-36136号公报）是以带状(tape状)长玻璃纤维在一方向拉齐、使其中含浸树脂而得到的预浸料。这种方式形成的预浸料在垂直于带状增强纤维束的方向能获得很好的抗冲击性能，而预浸料通过不同方向的叠加后能在不同方向都获得优异的抗冲击性能。但是它的缺点是：纤维束整个截面方向上各个位置都良好地含浸熔融树脂比较困难；单向预浸料片材只能获得单方向优异抗冲击性能。纵横交错的编织状长纤维增强树脂复合材料是将经纬编织的长玻璃纤维通过树脂浸渍而得到的预浸料，其具有高柔韧性，纵横向的抗冲击性能优异。它的问题在于：原本直线的增强纤维对齐中易产生局部扭曲，即弯曲或“扭结”，这导致材料应力集中和微裂纹的风险，也容易降低其抗冲强度。短切长玻璃纤维增强树脂复合材料是短切玻璃纤维随意地分散在树脂中的预浸料，制备这种预浸料的设备要求低，克重范围宽（克重≥200g/m2），预浸料各向同性，具有较好的抗冲击性。但该预浸料无法获得像连续长纤维增强树脂复合材料那样的增强效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改善以上不足，提供一种层叠预浸料复合板的复合材料，可以作为一种轻质、低成本、具备优异抗冲击性能的增强材料或者表皮材料。本专利技术的具体技术方案如下：本专利技术公开了一种轻质低成本抗冲击性层叠预浸料复合板材，所述的复合板是由预浸料上表皮、功能性芯材、预浸料下表皮复合的三明治结构。作为进一步地改进，本专利技术所述的预浸料上表皮为短切长玻璃纤维增强热塑性树脂的复合材料，玻璃纤维与热塑性树脂重量比为4:6～6:4，总克重≥200g/m2。作为进一步地改进，本专利技术所述的预浸料下表皮为短切长玻璃纤维增强热塑性树脂的复合材料，玻璃纤维与热塑性树脂重量比为4:6～6:4，总克重≥200g/m2。作为进一步地改进，本专利技术所述的短切长玻璃纤维的长度为25～100mm，在热塑性树脂中呈网状交叉结构。作为进一步地改进，本专利技术所述的热塑性树脂为改性聚丙烯，熔指为50～100g/10min。作为进一步地改进，本专利技术所述的热塑性树脂状态为粉料或胶膜状。作为进一步地改进，本专利技术所述的预浸料上下表皮为多层短切玻璃纤维增强热塑性树脂的复合材料的相互叠加。主要作用为增强表皮冲击强度。预浸料上下表皮短切玻璃纤维的长度、短切玻璃纤维与热塑性树脂的重量比、总克重都可以根据上表皮与下表皮的作用不同而不同。作为进一步地改进，本专利技术所述的功能性芯材是短切玻璃纤维增强热塑性树脂预浸料、单向长纤维预浸料、网格玻纤布、twintex预浸料、编织纤维预浸料的一种或者几种的叠加。根据产品的作用不同可选择不同类型的芯材：短切玻璃纤维增强热塑性树脂片材、编织纤维预浸料与网格玻纤布作为芯材均能给板材提供纵横向均匀的耐冲击性能，网格玻纤布、编织纤维预浸料对冲击能力的缓冲作用会更明显；单向纤维预浸料作为芯材能给板材提供垂直于长纤维方向优异的耐冲击性能，也可以将单向纤维预浸料以多角度方向叠加压制，分别在不同方向提供优异的耐冲击性能。作为进一步地改进，本专利技术所述的叠加是同方向或者异方向的叠加，叠加顺序可以根据产品实际性能需求。作为进一步地改进，本专利技术所述的叠加是垂直叠加。与现有技术相比，采用本专利技术的有益效果如下：1、短切玻璃纤维增强热塑性树脂表皮光滑、粘结力强，本专利技术中的层压预浸料复合板可作为任意材质的表皮，具有明显的增强效果；也可单独作为板材使用。2、相比传统的预浸料增强层，本专利技术中的层压预浸料复合板工艺简单，设备投入低，工序少；相比热固性纤维增强材料，本专利技术中的层压预浸料复合板具有热塑性的特点，可多次模压成型，粉碎后造粒回收利用。3、将不同结构的纤维增强热塑性树脂材料组合在一起形成“三明治”结构，具有“皮-芯”效果，一方面满足层压预浸料复合板与其他材料的粘结，另一方面“皮”层成本较“芯”层低，“皮”层的短切玻璃纤维在热塑性树脂中呈交叉铺网，具有均质性，在达到同样的冲击强度下可降低总体成本。4、这种“三明治”结构使层压预浸料复合板的克重与结构具有可控性，满足不同产品所需的强度、重量要求。5、短切玻璃纤维增强热塑性树脂表皮层赋予层压预浸料很好的成型性，制品形状饱满。板材的成型过程中，在热压的作用下，短切玻璃纤维在高熔指的树脂中具有很好的流动性。而其他连续长玻璃纤维增强热塑性树脂预浸料板材在成型过程中，由于长纤维的限制，易出现玻纤勒痕和R角不饱满问题。附图说明图1为层叠预浸料复合板结构示意图；1为上表皮；2为芯材；3为下表皮。图2为不同材料成型后R角效果图；图中，1为实施例1的成型R角图；2为对比例1的成型R角图。具体实施方式下面结合实施例及对比例对本专利技术予以进一步说明。实施例1预浸料上表皮1为短切玻璃纤维增强热塑性树脂的复合材料，玻璃纤维与热塑性树脂重量比为4:6，克重为350g/m2。短切玻璃纤维的长度为25mm，在热塑性树脂中呈网状交叉结构，热塑性树脂为改性聚丙烯胶膜，熔指为50g/10min，克重为105g/m2。预浸料下表皮3结构与克重同预浸料下表皮3。芯材2为短切玻璃纤维增强热塑性树脂的复合材料，结构及克重同预浸料上表皮1。把上面三层材料用复合机压制在一起，形成1050g/m2的层压预浸料复合板，可用于车内饰材料地板、备胎盖等材料的表皮，能起到增强的作用。将1050g/m2的层压预浸料复合板与瓦楞纸芯板复合成备胎盖盖板材料，结构为层压预浸料/瓦楞纸芯板/层压预浸料。下表为瓦楞纸复合板的力学数据。从上表数据可以看出，层压预浸料复合板与瓦楞纸芯板复合成备胎盖盖板材料后，其性能数据可满足备胎盖材料要求。实施例2预浸料上表皮1为短切玻璃纤维增强热塑性树脂的复合材料，玻璃纤维与热塑性树脂重量比为6:4，克重为350g/m2。短切玻璃纤维的长度为100mm，在热塑性树脂中呈网状交叉结构，热塑性树脂为改性聚丙烯胶膜，熔指为100g/10min，克重为70g/m2。预浸料下表皮3结构与克重同预浸料下表皮3。芯材2为单向长纤维预浸料，单张克重350g/m2。把上面三层材料用复合机压制在一起，形成1050g/m2的层压预浸料复合板。可用于货车车厢材料聚丙烯蜂窝板的表皮，能起到增强的作用。实施例3实施例3的上下表皮3层材料与结构同实施例1，不同的是芯层：芯材2为网格玻纤布，单张克重350g/m2。把上面三层材料用复合机压制在一起，形成1050g/m2的层压预浸料复合板。实施例4预浸料上表皮1为短切玻璃纤维增强热塑性树脂的复合材料，玻璃纤维与热塑性树脂重量比为6:4，克重为1050g/m2。预浸料下表皮3结构与克重同预浸料下表皮3。芯材2为编织纤维预浸料，单张克重1700g/m2。把上面三层材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质低成本抗冲击性层叠预浸料复合板材，其特征在于，所述的复合板是由预浸料上表皮(1)、功能性芯材(2)、预浸料下表皮(3)复合的三明治结构。

【技术特征摘要】
1.一种轻质低成本抗冲击性层叠预浸料复合板材，其特征在于，所述的复合板是由预浸料上表皮(1)、功能性芯材(2)、预浸料下表皮(3)复合的三明治结构。2.根据权利要求1所述的轻质低成本抗冲击性层叠预浸料复合板材，其特征在于，所述的预浸料上表皮(1)为短切长玻璃纤维增强热塑性树脂的复合材料，玻璃纤维与热塑性树脂重量比为4:6～6:4，总克重≥200g/m2。3.根据权利要求1所述的轻质低成本抗冲击性层叠预浸料复合板材，其特征在于，所述的预浸料下表皮(3)为短切长玻璃纤维增强热塑性树脂的复合材料，玻璃纤维与热塑性树脂重量比为4:6～6:4，总克重≥200g/m2。4.根据权利要求2或3所述的轻质低成本抗冲击性层叠预浸料复合板材，其特征在于，所述的短切长玻璃纤维的长度为25～100mm，在热塑性树脂中呈网状交叉结构。5.根据权利要求4所述的轻质低成本抗冲击性层叠预浸料复合板材，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵涛，卢成勇，楼娣，朱艳妍，马国维，
申请(专利权)人：浙江华江科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33