热固性树脂超低密度层压材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供热固性树脂超低密度层压材料及其制备方法，热固性超低密度层压材料由增强材料浸渍混合胶液后经层压热固化制得，混合胶液包括空心玻璃微球、悬浮稳定剂、防相分离剂、分散剂、环氧树脂、固化剂、促进剂与溶剂，由于混合胶液中添加的悬浮稳定剂使得空心玻璃微球与树脂混合包裹后形成空间上稳定的网络结构，利于保持空心玻璃微球在树脂中稳定悬浮；防相分离剂的添加使得空心玻璃微球在树脂稳定混合；而分散剂促进了空心玻璃微球在树脂中的分散，提高了空心玻璃微球的附着力与在树脂中均匀分散的稳定性，大量的添加量能够使环氧树脂复合材料大幅减轻，同时兼具纤维增强材料的特性，从而使本发明专利技术的层压材料质量更轻的同时具有相当的强度。

【技术实现步骤摘要】
热固性树脂超低密度层压材料及其制备方法
本专利技术涉及热固性树脂复合材料
，尤其涉及热固性树脂超低密度层压材料及其制备方法。
技术介绍
热固性层压材料是由两层或多层浸有树脂的纤维或织物经叠合、热压结合成的整体。热固性层压材料可加工成各种绝缘结构件，广泛应用于电机、变压器、高低压电器、电工仪表、电子设备中和消费电子外壳及保护壳中。随着低碳生活、低碳经济、低碳社会的发展，材料轻量化尤其是复合材料轻量化成为当今社会炙手可热的研究拓展方向。消费电子轻量化的需求同样引领消费电子材料轻薄高强化发展，除降低材料厚度外(电子产品薄型化已发展多年，受限制于电子产品整体特性，材料薄型化的空间已遇到瓶颈)，降低材料的密度也是可行的有效途径，传统热固性层压高强度复合材料密度约1.6g/cm3，近几年炙手可热的轻质高强复合材料密度约1.0g/cm3，也有密度在1.0g/cm3的以下的材料但受制于整体强度不高，应用局限性大。开发密度1.0g/cm3以下强度又高的复合材料是当前急需要解决的难题。如专利号为201310230879.4，专利名称为：层压材料及其制备方法与空心玻璃微球的应用，公开了一种层压材料是采用热固性树脂添加玻璃微球浸渍无机纤维增强材料经热压而得，具体做法为：将环氧树脂、溶剂、固化剂、空心微球配成混合胶液；将增强材料置于所述混合胶液中浸渍，烘烤，再经冷却获得半固化片；将一片以上半固化片进行叠置，并在叠置后的半固化片两面各覆上一层离型膜，而得板材；将叠置好的板材两面分别叠合上不锈钢板，然后进行压制；将压制好的板材与不锈钢板拆解开，从而得到热固性树脂轻质高强层压材料。上述方法制备的层压材料的密度为1.1±0.2g/cm3，相对于传统材料1.6g/cm3还是偏轻许多，但是总体强度不高，抗弯强度约300MPa，比强度约0.3(抗弯强度和密度的比值)。为了适应消费电子产品外壳用材料轻薄化发展的需求，上述材料已不能满足更高要求的轻量化产品，因此目前的热固性树脂轻质高强层压材料不仅需要降低材料的重量，还需改善材料的强度。
技术实现思路
本专利技术解决的现有技术问题中：传统热固性层压高强度复合材料密度约1.6g/cm3，但密度在1.0g/cm3的以下的材料受制于整体强度不高，应用局限性大。本专利技术提供一种质量更轻即开发密度1.0g/cm3以下、强度又高的热固性树脂层压材料及其制备方法。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：本专利技术提供一种热固性树脂超低密度层压材料，该热固性树脂超低密度层压材料由增强材料浸渍混合胶液后经层压热固化制得，混合胶液包括：作为优选：空心玻璃微球的粒径为10μm～80μm，密度为0.3g/cm3～0.60g/cm3。作为优选：环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型酚醛树脂、双酚S型酚醛树脂、溴化环氧树脂、含磷环氧树脂和多官能环氧中的一种或多种。作为优选：固化剂为双氰胺、酸酐、酚醛、二氨基二苯砜和二氨基二苯胺中的一种或多种。作为优选：促进剂为二甲基咪唑、二乙基四甲基咪唑、二苯基咪唑和十一烷基咪唑中的一种或多种。作为优选：悬浮稳定剂为聚脲的溶液(悬浮稳定剂与空心微球树脂体系有选择地不相容，在合适的搅拌速度下，产生细小、针状结晶，通过结晶间的键合力，形成三维网状结构，从而为体系提供了较强的触变性，也就提供了优越的防沉、防悬浮性能，在大比例微球的树脂体系中能有效减缓微球的悬浮速度)；防相分离剂为高分子嵌段共聚物溶液(防相分离剂对空心玻璃微球具有湿润分散作用，具有强烈的解絮凝效果，在大比例微球的树脂体系中能有效减缓微球与树脂混合液的固液相分离速度)；分散剂为脂肪族酰胺类和酯类的一种或多种(分散剂吸附于空心玻璃微球的表面，降低固-液之间的界面张力，使凝聚的空心玻璃微球表面易于湿润，通过一定的电荷排斥原理或高分子位阻效应，使空心玻璃微球很稳定地悬浮在分散液中)。本专利技术还提供基于一种热固性树脂超低密度层压材料的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)：将大于80且小于等于150重量份的空心玻璃微球、大于零且小于等于3重量份的悬浮稳定剂、大于零且小于等于2重量份的防相分离剂、大于零且小于等于2重量份的分散剂、125重量份的环氧树脂、2.0～30重量份的固化剂、0.04～0.40重量份的促进剂与60～150重量份的溶剂混合，得到混合胶液；步骤(2)：将增强材料置于混合胶液中浸渍，然后进行烘烤，冷却后得到半固化片；步骤(3)：将一片以上的半固化片进行叠置，得到板材，将板材设置于两片不锈钢板之间进行压制；步骤(4)：将步骤(3)得到的板材与不锈钢板进行分离，得到层压材料。作为优选：步骤(1)具体为：将大于80且小于等于150重量份的空心玻璃微球、55～100重量份的第一溶剂、0～3重量份的悬浮稳定剂、0～2重量份的防相分离剂、0～2重量份的分散剂，搅拌后得到第一混合液，空心玻璃微球的粒径为10μm～80μm，密度为0.3g/cm3～0.6g/cm3，搅拌的速度为800转/min～1000转/min；将125重量份的环氧树脂、2.0～30重量份的固化剂、0.04～0.40重量份的促进剂与5～50.0重量份的第二溶剂混合，得到胶液；将胶液与第一混合液混合，搅拌后得到混合胶液，搅拌的速度为800～1500转/min。作为优选：步骤(2)中增强材料为型号1080电子级玻璃纤维布或者型号2116电子级玻璃纤维布。作为优选：步骤(3)将板材设置于不锈钢板之间，还包括：将板材与不锈钢接触的不锈钢板表面涂覆离型剂，或在板材与不锈钢板接触的板材的表面覆一层离型膜；步骤(3)中压制的过程具体为：将板材设置于两片不锈钢板之间，在100～230℃之间进行压制，压制单位面积压力为0MPa～4MPa；压制后于160℃～230℃进行保温，保温时间为10min～60min，保温阶段单位面积压力为1MPa～4MPa。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种热固性超低密度层压材料，热固性超低密度层压材料由增强材料浸渍混合胶液后经层压热固化制得，混合胶液包括空心玻璃微球、悬浮稳定剂、防相分离剂、分散剂、环氧树脂、固化剂、促进剂与溶剂，由于混合胶液中添加的悬浮稳定剂使得空心玻璃微球与树脂混合包裹后形成空间上稳定的网络结构，以利于保持空心玻璃微球在树脂中稳定悬浮；防相分离剂的添加使得空心玻璃微球在树脂稳定混合，固液两相不易分离以利于空心玻璃微球不易团结结块而快速悬浮；而分散剂促进了空心玻璃微球在树脂中的分散，提高了空心玻璃微球的附着力与在树脂中均匀分散的稳定性，从而使空心玻璃微球在胶液中能够混合均匀，并且由于空心玻璃微球是一种空心球形结构，大量的添加量能够使环氧树脂复合材料大幅减轻，同时兼具纤维增强材料的特性，从而使本专利技术的层压材料质量更轻的同时具有相当的强度。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术提供的热固性超低密度层压材料及其制备方法进行详细说明，本专利技术的保护范围不受以下实施例的限制。本专利技术采用的原料均为市售产品。实施例11)将粒径为10μm～80μm，密度为0.3～0.6g/cm3的空心玻璃微球100重量份、丙酮55重量份、悬浮稳定剂0.5重量份、防相分离剂0.5重量份、分散剂0.5重量份加入到高速分散机中高速搅拌，搅拌速度为800转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热固性树脂超低密度层压材料，其特征在于，热固性树脂超低密度层压材料由增强材料浸渍混合胶液后经层压热固化制得，混合胶液包括：

【技术特征摘要】
1.一种热固性树脂超低密度层压材料，其特征在于，热固性树脂超低密度层压材料由增强材料浸渍混合胶液后经层压热固化制得，混合胶液包括：2.根据权利要求1中的一种热固性树脂超低密度层压材料，其特征在于，空心玻璃微球的粒径为10μm～80μm，密度为0.3g/cm3～0.60g/cm3。3.根据权利要求1中的一种热固性树脂超低密度层压材料，其特征在于，环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型酚醛树脂、双酚S型酚醛树脂、溴化环氧树脂、含磷环氧树脂和多官能环氧中的一种或多种。4.根据权利要求1中的一种热固性树脂超低密度层压材料，其特征在于，固化剂为双氰胺、酸酐、酚醛、二氨基二苯砜和二氨基二苯胺中的一种或多种。5.根据权利要求1中的一种热固性树脂超低密度层压材料，其特征在于，促进剂为二甲基咪唑、二乙基四甲基咪唑、二苯基咪唑和十一烷基咪唑中的一种或多种。6.根据权利要求1中的一种热固性树脂超低密度层压材料，其特征在于，悬浮稳定剂为聚脲的溶液；防相分离剂为高分子嵌段共聚物溶液；分散剂为脂肪族酰胺类和酯类的一种或多种。7.基于权利要求1中一种热固性树脂超低密度层压材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：将大于80且小于等于150重量份的空心玻璃微球、大于零且小于等于3重量份的悬浮稳定剂、大于零且小于等于2重量份的防相分离剂、大于零且小于等于2重量份的分散剂、125重量份的环氧树脂、2.0～30重量份的固化剂、0.04～0.40重量份的促进剂与60～150重量份的溶剂混合，得到混合胶液；步骤(2)：将增强材料置于混合胶液中浸渍，然后进行烘烤，冷却后得到半固化片；步骤(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华刚，聂冬斌，王文泽，徐欣，董辉，
申请(专利权)人：浙江华正新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33