一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板及其制作方法，包括兩個(gè)面板和一個(gè)夾芯層，該夾芯層固定于所述的兩個(gè)面板之間。其制備方法包括以下步驟：將夾芯層置于兩個(gè)面板中間，兩個(gè)面板通過熱塑性膠膜分別經(jīng)過熱壓工藝和冷壓工藝粘合于夾芯層的正反兩面，即制作得到熱塑性復(fù)合材料夾芯板。其中：面板是連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板，夾芯層是蜂窩鋁材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的熱塑性復(fù)合材料夾芯板具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、保溫、防火、防潮、防腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑裝飾和交通運(yùn)輸【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，用于建筑裝潢、交通運(yùn)輸領(lǐng)域的夾芯板材類型層出不窮。不僅在結(jié)構(gòu)和板材的樣式上別出心裁，在功能上也發(fā)生著翻天覆地的變化。人們對(duì)其要求不僅美觀、質(zhì)量可靠，還要求質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、具有阻燃、保溫、隔熱、防腐蝕等功能。目前市場上銷售的夾芯板有金屬板和其它類非金屬板，如木質(zhì)板、石膏板、玻璃鋼板等。
[0003]常用金屬夾芯板是以彩鋼板與聚苯乙烯等泡沫塑料組合而成，中國專利CN201517251U公開了一種以彩鋼板為面板，聚氨酯泡沫為夾芯層的保溫夾芯板。
[0004]中國專利CN2658245Y介紹了一種雙面彩鋼鍍鋅夾芯板，由一層彩鋼板和一層鍍鋅鋼板以及粘合于兩板之間的聚苯乙烯泡沫組成。中國專利CN101417450A介紹了一種木質(zhì)夾芯板，包括木板層和芯層，芯層是由木結(jié)構(gòu)骨架和填充在木結(jié)構(gòu)骨架內(nèi)的填充物構(gòu)成，木板層與芯層之間通過膠粘成整體。中國專利CN201053181Y公開了以石膏板和聚苯乙烯泡沫制作的夾芯墻板。中國專利CN201411818Y介紹了一種氟石膏夾芯板，將粉磨煅燒處理過的氟石膏、硫酸鹽水泥、硫酸鈉、玻璃纖維或木纖維混合均勻后，加水?dāng)嚢璩蓾{體注入嵌有聚苯乙烯泡沫的模具中，硬化后脫模形成氟石膏夾芯板。中國專利CN1915650A公開了一種玻璃鋼夾層結(jié)構(gòu)，以玻璃鋼層板為內(nèi)外層板，以泡沫塑料或蜂窩為芯材，通過真空成型工藝制作而成。中國專利CN201604328U介紹了一種玻璃鋼夾芯層壓板，包括由多層玻璃纖維編織物經(jīng)樹脂浸潤固化構(gòu)成的上層和下層，以及夾在上下層板間的發(fā)泡聚氨酯板。但上述各類夾芯板的不足之處在于:金屬板密度大、耐腐蝕性差、導(dǎo)熱系數(shù)大、達(dá)不到高效的隔熱保溫作用；木質(zhì)板易燃，不具有防火性，且易吸水變形，防潮性能差，遇到酸堿易腐蝕；石膏板、玻璃鋼板不僅重量大，強(qiáng)度差，且應(yīng)用范圍較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板，該熱塑性復(fù)合材料夾芯板具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、保溫、防火、防潮、防腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述熱塑性復(fù)合材料夾芯板的制備方法。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0008]本發(fā)明提供了一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板，該熱塑性復(fù)合材料夾芯板包括兩個(gè)面板和一個(gè)夾芯層。
[0009]所述的夾芯層經(jīng)熱塑性膠膜固定粘結(jié)于兩個(gè)面板之間；
[0010]所述的面板由包含以下重量份數(shù)的組分制得:連續(xù)纖維300?600份、熱塑性塑料200?500份、偶聯(lián)劑I?20份、抗氧劑I?30份，光穩(wěn)定劑I?5份，阻燃劑10?150份、助劑O?20份。
[0011]所述的面板的厚度為0.5mm?5mm。
[0012]所述的面板是連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板。
[0013]所述的夾芯層的厚度為5mm?40mm。
[0014]所述的夾芯層的材料是鋁蜂窩材料。
[0015]所述的面板為連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板，面板的外表面進(jìn)行油漆處理；
[0016]所述的熱塑性膠膜選自聚丙烯高分子粘結(jié)膜或聚乙烯高分子粘結(jié)膜。
[0017]所述的熱塑性膠膜是正反兩面分別帶有極性和非極性的高分子粘結(jié)膜，其中帶有極性的一面與夾芯材料粘結(jié)，帶有非極性的一面與熱塑性復(fù)合材料板粘結(jié)。
[0018]所述的連續(xù)纖維選自玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維或凱夫拉纖維；其中:纖維采用纖維紗束、纖維布或纖維氈形式；
[0019]所述的熱塑性塑料選自聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、尼龍6或聚苯硫醚；
[0020]所述的偶聯(lián)劑為娃燒偶聯(lián)劑，其中:娃燒偶聯(lián)劑進(jìn)一步選自Y-氣丙基二乙氧基硅烷(A-1110)、乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷(Α-172)、Y-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷(Α-174)、(Y-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(Α-187)或Y-巰基丙基三乙氧基硅烷(ΚΗ-580)中的一種或一種以上的物質(zhì)。
[0021]所述的抗氧劑選自四[β-(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、二 [2,4-二叔丁基苯基]亞憐酸酯(抗氧劑168)、β - (3, 5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)或硫代二丙酸二月桂酯(抗氧劑DLTDP)中的一種或一種以上的物質(zhì)。
[0022]所述的光穩(wěn)定劑選自2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)、2_羥基-4-辛氧基二苯甲酮(UV-531)、2-(3’-叔丁基-2’-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV-326)、2_ (3’，5’ -二叔丁基_2’ -羥基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV-327)或2-(2’ -羥基_5’ -甲基苯基)苯并三唑(UV-P)中的一種或一種以上的物質(zhì)。
[0023]所述的阻燃劑選自氯化石蠟70、氯化石蠟40、全氯戊環(huán)癸烷、三苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、四溴雙酚A、十溴二苯醚、四溴雙酚A (二溴丙基)醚、三(2，3_ 二溴-1丙基)氰酸酯、六溴環(huán)十二烷或五溴甲苯中的一種或一種以上的物質(zhì)。
[0024]所述的助劑選自硬脂酸鈣、碳酸鈣或色粉。
[0025]本發(fā)明還提供了一種上述輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0026]將夾芯層置于兩個(gè)面板中間，兩個(gè)面板通過熱塑性膠膜分別經(jīng)過熱壓工藝和冷壓工藝粘合于夾芯層的正反兩面，即制作得到熱塑性復(fù)合材料夾芯板；
[0027]所述的熱壓工藝中，采用的熱壓溫度為160?190°C,無壓力預(yù)熱2?5min,熱壓壓力為2?5MPa，保溫時(shí)間為3?IOmin ；
[0028]所述的冷壓工藝中，采用的冷壓壓力為I?3MPa，保壓時(shí)間為10?30min ；
[0029]所述的面板采用以下步驟制作得到:
[0030](I)將熱塑性塑料200?500份、偶聯(lián)劑I?20份、抗氧劑I?30份、阻燃劑10?150份、光穩(wěn)定劑I?5份和助劑O?20份，置于高混機(jī)中混合2?5分鐘，得到混合物料；
[0031](2)將混合物料在擠出機(jī)中擠出，在擠出過程中，熔融的熱塑性塑料熔體浸潰牽引拉伸的連續(xù)纖維300?600份，經(jīng)過輥壓冷卻形成預(yù)浸帶；
[0032](3)疊加得到預(yù)浸帶鋪層，然后成型，在成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料、預(yù)浸帶鋪層、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，再放置上模具，經(jīng)過熱壓工藝及冷壓工藝后進(jìn)行脫模，形成的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板即為面板；
[0033]所述的熱壓工藝中，采用的熱壓溫度為160?350°C，熱壓壓力為2?5MPa，保壓時(shí)間為30?60min ；
[0034]所述的冷壓工藝中，采用的冷壓壓力為I?3MPa，保壓時(shí)間為10?30min ；
[0035]所述的鋪層所需預(yù)浸帶的數(shù)量是由面板的厚度決定的；
[0036]所述的預(yù)浸帶鋪層數(shù)計(jì)算方法:預(yù)浸帶層數(shù)=面板厚度/預(yù)浸帶厚度+補(bǔ)充層(一般為I層)。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0038](I)本發(fā)明制作得到的輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板由上下兩個(gè)面板和夾芯材料層組成，夾芯材料層設(shè)置在上下兩個(gè)面板材料層之間，形成夾層結(jié)構(gòu)。上下兩個(gè)面板為連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板，面板是用聚丙烯、聚乙烯、尼龍6、聚苯乙烯等熱塑性樹脂為基體材料，以連續(xù)的纖維為增強(qiáng)體，經(jīng)熔融浸潰、擠出成型、熱壓、冷壓的方法加工而成，具有設(shè)備簡單，易成型加工的特點(diǎn)，以連續(xù)纖維做增強(qiáng)體，得到的增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板密度為鋼材的1/5?1/7，質(zhì)量更輕、比強(qiáng)度高，比模量高，設(shè)計(jì)靈活性好，可選擇適當(dāng)?shù)睦w維種類、纖維含量和纖維取向來滿足具體用途的要求，使得制成的夾芯板質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、具有保溫、防火、防潮、防腐蝕等性能。(2)本發(fā)明制作得到的輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板，夾芯材料層由正六邊形的蜂窩鋁材料構(gòu)成。通過正六邊形的蜂窩結(jié)構(gòu)材料，加強(qiáng)了復(fù)合材料的堅(jiān)固程度，因蜂窩鋁板中間層是空氣層，所以其減震、隔音、隔熱性能良好。而且，這種蜂窩復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，可以根據(jù)不同的使用需要，設(shè)置不同的蜂窩材料層厚度，使蜂窩復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的厚度也隨著改變，完全可以適應(yīng)任何使用環(huán)境的需要。
[0039](3)由于熱塑性復(fù)合材料板與芯材之間的粘結(jié)性不好，本發(fā)明通過熱塑性高分子粘結(jié)膜置于連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板與夾芯材料之間，所述的熱塑性膠膜是正反兩面分別帶有極性和非極性的高分子粘結(jié)膜，其中帶有極性的一面與夾芯材料粘結(jié)，帶有非極性的一面與熱塑性復(fù)合材料板粘結(jié)，通過熱壓和冷壓工藝讓其三層粘結(jié)牢固成整體，同時(shí)操作簡單，粘結(jié)強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度均較高，成本更低廉。
[0040](4)本發(fā)明制作得到的輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板將熱塑性樹脂引入夾芯板的生產(chǎn)制作過程中，不僅大大減輕了夾芯板的重量，而且具有較高的強(qiáng)度，從而擴(kuò)大了夾芯板的應(yīng)用范圍，一方面可用于工業(yè)廠房屋面、活動(dòng)房板、門、墻的保溫和裝飾材料，另一方面可在交通運(yùn)輸領(lǐng)域替代鋼結(jié)構(gòu)，用于火車棚車廂體，集裝箱地板，高速公路防護(hù)板；還可以廣泛應(yīng)用到汽車、電子電氣、軍工等諸多領(lǐng)域，由于其質(zhì)輕以及高的比強(qiáng)度、比模量，成為現(xiàn)代以塑代鋼的先驅(qū)，起到節(jié)能減排的作用，并可回收利用，有利于環(huán)保。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖中，I為面板、2為夾芯層、3為熱塑性膠膜。【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0044]實(shí)施例1
[0045]取200份聚丙烯粒料為熱塑性塑料基體材料，600份玻璃纖維(無堿)紗束為增強(qiáng)材料，10份抗氧劑1010，20份抗氧劑168為抗氧劑，10份有機(jī)硅烷A-187為偶聯(lián)劑，I份UV-531為光穩(wěn)定劑，150份十溴二苯醚為阻燃劑，10份硬脂酸鈣為助劑。
[0046]將上述物料除玻璃纖維外，置于高混機(jī)中混合2?5分鐘，然后在180?200°C下通過擠出機(jī)擠出，在擠出過程中，熔融的熱塑性塑料熔體浸潰牽引拉伸的無堿玻璃纖維紗束600份，經(jīng)過輥壓冷卻形成預(yù)浸帶。預(yù)浸帶的厚度約為0.21mm。
[0047]在面板成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，預(yù)浸帶鋪3層，沿纖維方向和垂直纖維方向依次交錯(cuò)排布，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，放好上模具，將鋪放好的物料送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓，熱壓溫度180?200°C，熱壓壓力為
2.5MPa，保溫時(shí)間50min，熱壓后轉(zhuǎn)入冷壓機(jī)進(jìn)行冷壓，冷壓壓力依次設(shè)置為1.5MPa，保壓時(shí)間5min，改變壓力為2.5MPa，保壓時(shí)間5min，改變壓力為3MPa，保壓時(shí)間為lOmin，脫模便形成連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯熱塑性復(fù)合材料板，即面板。
[0048]圖1為本發(fā)明的輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板截面示意圖。在夾芯板成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模布、面板材料、聚丙烯高分子粘結(jié)膜、蜂窩鋁材料、聚丙烯高分子粘結(jié)膜、面板材料、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模布，放好上模具，送入熱壓機(jī)中進(jìn)行預(yù)熱2min，熱壓溫度為180°C，熱壓壓力為2MPa，保壓時(shí)間為3min，熱壓后轉(zhuǎn)入冷壓機(jī)中進(jìn)行冷壓，冷壓壓力為IMPa，保壓時(shí)間lOmin，脫模便形成連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯熱塑性復(fù)合材料夾芯板。面板I是上段中制備得到的面板，面板的厚度為
0.73mm,即連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板進(jìn)一步進(jìn)行油漆處理，夾芯層2的材料為蜂窩鋁材料，夾芯層2的厚度為5_，制備得到熱塑性復(fù)合材料夾芯板，面板I與夾芯層2經(jīng)熱塑性膠膜3粘接。該復(fù)合材料夾芯板的性能測(cè)試見表I。
[0049]實(shí)施例2
[0050]取500份聚丙烯粒料為熱塑性塑料基體材料，480份玻璃纖維(無堿)布為增強(qiáng)材料，I份抗氧劑1076，I份有機(jī)硅烷A-174為偶聯(lián)劑，3份UV-327為光穩(wěn)定劑，10份氯化石蠟70為阻燃劑，5份硬脂酸鈣為助劑。
[0051]將上述物料除玻璃纖維外，置于高混機(jī)中混合2?3分鐘，然后在180?200°C下通過擠出機(jī)擠出，在擠出過程中，熔融的熱塑性塑料熔體浸潰牽引拉伸的無堿玻璃纖維布480份，經(jīng)過輥壓冷卻形成預(yù)浸帶。預(yù)浸帶的厚度約為0.28mm。在面板成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，預(yù)浸帶鋪7層，沿纖維方向和垂直纖維方向依次交錯(cuò)排布，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，放好上模具，將鋪放好的物料送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓，熱壓溫度180?200°C，熱壓壓力為2.5MPa，保溫時(shí)間50min，熱壓后轉(zhuǎn)入冷壓機(jī)進(jìn)行冷壓，冷壓壓力依次設(shè)置為1.5MPa，保壓時(shí)間5min，改變壓力為2.5MPa，保壓時(shí)間5min，改變壓力為3MPa，保壓時(shí)間為lOmin，脫模便形成連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯熱塑性復(fù)合材料板，即面板。
[0052]將蜂窩鋁材料置于兩個(gè)面板中間，面板是上段中制備得到的面板，面板的厚度為
1.69mm,面板是連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯熱塑性復(fù)合材料板，在制備輕質(zhì)高強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料夾芯板的成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模布、面板材料、聚乙烯高分子粘結(jié)膜、蜂窩鋁材料、聚乙烯高分子粘結(jié)膜、面板材料、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模布，放好上模具，送入熱壓機(jī)中進(jìn)行預(yù)熱3min，熱壓溫度為160°C，熱壓壓力為4MPa，保壓時(shí)間為5min，熱壓后轉(zhuǎn)入冷壓機(jī)中進(jìn)行冷壓，冷壓壓力為2MPa，保壓時(shí)間lOmin，脫模便形成連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯熱塑性復(fù)合材料夾芯板。面板即連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯熱塑性復(fù)合材料板進(jìn)一步進(jìn)行油漆處理，夾芯層的材料為蜂窩鋁材料，夾芯層的厚度為20_，制備得到熱塑性復(fù)合材料夾芯板。該復(fù)合材料夾芯板的性能測(cè)試見表I。
[0053]實(shí)施例3
[0054]取430份聚碳酸酯粒料作為熱塑性塑料基體材料，450份碳纖維布作為增強(qiáng)材料，I份抗氧劑1010、5份抗氧劑1076、10份抗氧劑168為抗氧劑，取20份A-187為偶聯(lián)劑，取3份UV-9為光穩(wěn)定劑，取80份四溴雙酚A為阻燃劑。
[0055]將上述物料除碳纖維外，置于高混機(jī)中混合2?3分鐘，然后在250?260°C下通過擠出機(jī)擠出，在擠出過程中，熔融的熱塑性塑料熔體浸潰牽引拉伸的碳纖維布450份，經(jīng)過輥壓冷卻形成預(yù)浸帶，預(yù)浸帶的厚度為0.42mm。在成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，預(yù)浸帶鋪層11層，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，放好上模具，將鋪放好的物料送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓，熱壓溫度250?260°C，熱壓壓力為2MPa，保溫時(shí)間60min，熱壓后轉(zhuǎn)入冷壓機(jī)進(jìn)行冷壓，冷壓壓力依次設(shè)置為IMPa，保壓時(shí)間5min，改變壓力為2MPa,保壓時(shí)間5min,改變壓力為3MPa,保壓時(shí)間為IOmin,脫模便形成連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚碳酸酯熱塑性復(fù)合材料板，即面板。
[0056]將蜂窩鋁材料置于兩個(gè)面板中間，面板是上段中制備得到的面板，面板的厚度為
3.98mm,面板是連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚碳酸酯熱塑性復(fù)合材料板，在制備輕質(zhì)高強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料夾芯板的成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模布、面板材料、聚丙烯高分子粘結(jié)膜、蜂窩鋁材料、聚丙烯高分子粘結(jié)膜、面板材料、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模布，放好上模具，送入熱壓機(jī)中進(jìn)行預(yù)熱4min，熱壓溫度為185°C，熱壓壓力為4MPa，保壓時(shí)間為8min，熱壓后轉(zhuǎn)入冷壓機(jī)中進(jìn)行冷壓，冷壓壓力為2MPa，保壓時(shí)間20min，脫模便形成連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚碳酸酯熱塑性復(fù)合材料夾芯板。面板即連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚碳酸酯熱塑性復(fù)合材料板進(jìn)一步進(jìn)行油漆處理，夾芯層的材料為蜂窩鋁材料，夾芯層的厚度為30_，制備得到熱塑性復(fù)合材料夾芯板。該復(fù)合材料夾芯板的性能測(cè)試見表I。
[0057]實(shí)施例4
[0058]取500份尼龍6粒料作為為熱塑性塑料基體材料，取300份芳綸纖維氈作為增強(qiáng)材料，取I份抗氧劑1010份、2份抗氧劑1076和20份抗氧劑DLTDP為抗氧劑，取I份有機(jī)硅烷A-1llO和5份A-151為偶聯(lián)劑，取10份三苯基磷酸酯和135份六溴環(huán)十二烷為阻燃齊IJ，取2份UV-531和3份UV-P為光穩(wěn)定劑，色粉20份為助劑。
[0059]將上述物料除芳綸纖維外，置于高混機(jī)中混合3?4min，然后在220?230°C下通過擠出機(jī)擠出，在擠出過程中，熔融的熱塑性塑料熔體浸潰牽引拉伸的芳綸纖維氈300份，經(jīng)過輥壓冷卻形成預(yù)浸帶，預(yù)浸帶的厚度為0.53mm。在面板成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，預(yù)浸帶鋪10層，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，放好上模具，將鋪放好的物料送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓，熱壓溫度220?230°C，熱壓壓力為5MPa，保溫時(shí)間30min，熱壓后轉(zhuǎn)入冷壓機(jī)進(jìn)行冷壓，冷壓壓力依次設(shè)置為2MPa，保壓時(shí)間5min，改變壓力為2.5MPa，保壓時(shí)間5min，改變壓力為3MPa，保壓時(shí)間為lOmin，脫模便形成連續(xù)芳綸纖維增強(qiáng)尼龍6熱塑性復(fù)合材料板，即面板。
[0060]將蜂窩鋁材料置于兩個(gè)面板中間，面板是上段中制備得到的面板，面板的厚度為
4.98mm,面板是連續(xù)芳綸纖維增強(qiáng)尼龍6熱塑性復(fù)合材料板，在制備輕質(zhì)高強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料夾芯板的成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模布、面板材料、聚丙烯高分子粘結(jié)膜、蜂窩鋁材料、聚丙烯高分子粘結(jié)膜、面板材料、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模布，放好上模具，送入熱壓機(jī)中進(jìn)行預(yù)熱5min，熱壓溫度為190°C，熱壓壓力為5MPa，保壓時(shí)間為lOmin，熱壓后轉(zhuǎn)入冷壓機(jī)中進(jìn)行冷壓，冷壓壓力為3MPa，保壓時(shí)間30min，脫模便形成連續(xù)芳綸纖維增強(qiáng)尼龍6熱塑性復(fù)合材料夾芯板。面板即連續(xù)芳綸纖維增強(qiáng)尼龍6熱塑性復(fù)合材料板進(jìn)一步進(jìn)行油漆處理，夾芯層的材料為蜂窩鋁材料，夾芯層的厚度為40_，制備得到熱塑性復(fù)合材料夾芯板。該復(fù)合材料夾芯板的性能測(cè)試見表I。
[0061]實(shí)施例5
[0062]一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板，該熱塑性復(fù)合材料夾芯板包括兩個(gè)面板和一個(gè)夾芯層，夾芯層經(jīng)熱塑性膠膜固定粘結(jié)于兩個(gè)面板之間，其中，面板為厚度0.5mm的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板，夾芯層的厚度為5_，其材料為蜂窩鋁。
[0063]輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板的制作方法包括以下步驟:將夾芯層置于兩個(gè)面板中間，兩個(gè)面板通過熱塑性膠膜分別經(jīng)過熱壓工藝和冷壓工藝粘合于夾芯層的正反兩面，即制作得到熱塑性復(fù)合材料夾芯板。其中熱壓工藝采用的熱壓溫度為160°C，無壓力預(yù)熱5min，熱壓壓力為5MPa，保溫時(shí)間為IOmin ;冷壓工藝中采用的冷壓壓力為IMPa，保壓時(shí)間為30min。另外，面板為連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板，面板的外表面進(jìn)行油漆處理；熱塑性膠膜為聚乙烯高分子粘結(jié)膜。
[0064]面板的制作原料包括以下組分和含量:連續(xù)纖維600份、熱塑性塑料400份、偶聯(lián)劑I份、抗氧劑I份，光穩(wěn)定劑I份，阻燃劑10份，其中，使用的連續(xù)纖維為凱夫拉纖維束，熱塑性塑料選用聚乙烯塑料，偶聯(lián)劑采用乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷，抗氧劑選用四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯，光穩(wěn)定劑為2-(3’ -叔丁基-2’ -5’ -甲基苯基)-5-氯代苯并三唑，阻燃劑選用氯化石蠟40和全氯戊環(huán)癸烷。面板采用以下步驟制作得到:
[0065](I)將熱塑性塑料、偶聯(lián)劑、抗氧劑、阻燃劑、光穩(wěn)定劑按配方置于高混機(jī)中混合2分鐘，得到混合物料；
[0066](2)將混合物料在擠出機(jī)中擠出，在擠出過程中，熔融的熱塑性塑料熔體浸潰牽引拉伸的連續(xù)纖維份，經(jīng)過輥壓冷卻形成預(yù)浸帶；
[0067](3)疊加得到預(yù)浸帶鋪層，然后成型，在成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料、預(yù)浸帶鋪層、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，再放置上模具，經(jīng)過進(jìn)行熱壓工藝及冷壓工藝后進(jìn)行脫模，形成的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板即為面板，其中，熱壓工藝中，采用的熱壓溫度為160?170°C，熱壓壓力為5MPa，保壓時(shí)間為60min，冷壓工藝中，采用的冷壓壓力為IMPa，保壓時(shí)間為30min。
[0068]該復(fù)合材料夾芯板的性能測(cè)試見表I。
[0069]實(shí)施例6
[0070]一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板，該熱塑性復(fù)合材料夾芯板包括兩個(gè)面板和一個(gè)夾芯層，夾芯層經(jīng)熱塑性膠膜固定粘結(jié)于兩個(gè)面板之間，其中，面板為厚度2_的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板，夾芯層的厚度為10_，其材料為蜂窩鋁。
[0071]輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板的制作方法包括以下步驟:將夾芯層置于兩個(gè)面板中間，兩個(gè)面板通過熱塑性膠膜分別經(jīng)過熱壓工藝和冷壓工藝粘合于夾芯層的正反兩面，即制作得到熱塑性復(fù)合材料夾芯板。其中熱壓工藝采用的熱壓溫度為180°C，無壓力預(yù)熱3min，熱壓壓力為3MPa，保溫時(shí)間為5min ;冷壓工藝中采用的冷壓壓力為2MPa，保壓時(shí)間為20min。另外，面板為連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板，面板的外表面進(jìn)行油漆處理；熱塑性膠膜為聚丙烯高分子粘結(jié)膜。
[0072]面板的制作原料包括以下組分和重量份:連續(xù)纖維420份、熱塑性塑料500份、偶聯(lián)劑5份、抗氧劑10份，光穩(wěn)定劑3份，阻燃劑50份、助劑10份，連續(xù)纖維采用玻璃纖維束，熱塑性塑料為聚苯硫醚塑料，偶聯(lián)劑為Y-巰基丙基三乙氧基硅烷，抗氧劑為三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯，光穩(wěn)定劑為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮的混合物，阻燃劑為三甲苯基磷酸酯，助劑采用碳酸鈣。
[0073]面板采用以下步驟制作得到:
[0074](I)將熱塑性塑料、偶聯(lián)劑、抗氧劑、阻燃劑、光穩(wěn)定劑和助劑按配方置于高混機(jī)中混合3分鐘，得到混合物料；
[0075](2)將混合物料在擠出機(jī)中擠出，在擠出過程中，熔融的熱塑性塑料熔體浸潰牽引拉伸的連續(xù)纖維，經(jīng)過輥壓冷卻形成預(yù)浸帶；
[0076](3)疊加得到預(yù)浸帶鋪層，然后成型，在成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料、預(yù)浸帶鋪層、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，再放置上模具，經(jīng)過進(jìn)行熱壓工藝及冷壓工藝后進(jìn)行脫模，形成的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板即為面板，其中，熱壓工藝中，采用的熱壓溫度為350°C，熱壓壓力為3MPa，保壓時(shí)間為40min，冷壓工藝中，采用的冷壓壓力為2MPa，保壓時(shí)間為20min。
[0077]該復(fù)合材料夾芯板的性能測(cè)試見表I。
[0078]實(shí)施例7
[0079]一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板，該熱塑性復(fù)合材料夾芯板包括兩個(gè)面板和一個(gè)夾芯層，夾芯層經(jīng)熱塑性膠膜固定粘結(jié)于兩個(gè)面板之間，其中，面板為厚度5_的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板，夾芯層的厚度為40_，其材料為蜂窩鋁。
[0080]輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板的制作方法包括以下步驟:將夾芯層置于兩個(gè)面板中間，兩個(gè)面板通過熱塑性膠膜分別經(jīng)過熱壓工藝和冷壓工藝粘合于夾芯層的正反兩面，即制作得到熱塑性復(fù)合材料夾芯板。其中熱壓工藝采用的熱壓溫度為190°C，無壓力預(yù)熱2min，熱壓壓力為2MPa，保溫時(shí)間為3min ;冷壓工藝中采用的冷壓壓力為3MPa，保壓時(shí)間為lOmin。另外，面板為連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板，面板的外表面進(jìn)行油漆處理；熱塑性膠膜為聚丙烯高分子粘結(jié)膜。
[0081]面板的制作原料包括以下組分和重量份:連續(xù)纖維300份、熱塑性塑料500份、偶聯(lián)劑20份、抗氧劑30份，光穩(wěn)定劑5份，阻燃劑150份、助劑20份，其中，連續(xù)纖維為碳纖維氈，熱塑性塑料為聚丙烯，偶聯(lián)劑為Y -氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧乙氧基)硅烷的混合物，抗氧劑選為三[2，4_ 二叔丁基苯基]亞磷酸酯、β -(3, 5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸正十八碳醇酯,光穩(wěn)定劑為2-輕基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮，阻燃劑為四溴雙酚A(二溴丙基)醚、三(2，3_ 二溴-1丙基)氰酸酯和五溴甲苯的混合物，助劑采用硬脂酸鈣。面板采用以下步驟制作得到:
[0082](I)將熱塑性塑料、偶聯(lián)劑、抗氧劑、阻燃劑、光穩(wěn)定劑和助劑按配方，置于高混機(jī)中混合5分鐘，得到混合物料；
[0083](2)將混合物料在擠出機(jī)中擠出，在擠出過程中，熔融的熱塑性塑料熔體浸潰牽引拉伸的連續(xù)纖維，經(jīng)過輥壓冷卻形成預(yù)浸帶；
[0084](3)疊加得到預(yù)浸帶鋪層，然后成型，在成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料、預(yù)浸帶鋪層、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，再放置上模具，經(jīng)過進(jìn)行熱壓工藝及冷壓工藝后進(jìn)行脫模，形成的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板即為面板，其中，熱壓工藝中，采用的熱壓溫度為180~190°C，熱壓壓力為2MPa，保壓時(shí)間為30min，冷壓工藝中，采用的冷壓壓力為3MPa，保壓時(shí)間為lOmin。
[0085]該復(fù)合材料夾芯板的性能測(cè)試見表1。
[0086]表 I
【權(quán)利要求】
1.一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板，其特征在于，該熱塑性復(fù)合材料夾芯板包括兩個(gè)面板和一個(gè)夾芯層； 所述的夾芯層經(jīng)熱塑性膠膜固定粘結(jié)于兩個(gè)面板之間； 所述的面板由包含以下重量份數(shù)的組分制得:連續(xù)纖維300~600份、熱塑性塑料200~500份、偶聯(lián)劑I~20份、抗氧劑I~30份，光穩(wěn)定劑I~5份，阻燃劑10~150份、助劑O~20份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板，其特征在于，所述的面板為厚度0.5mm~5mm的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板；所述的夾芯層的厚度為5mm~40mm,夾芯層的材料選自蜂窩招材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板，其特征在于，所述的面板為連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板，面板的外表面進(jìn)行油漆處理；所述的熱塑性膠膜選自聚丙烯高分子粘結(jié)膜或聚乙烯高分子粘結(jié)膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板，其特征在于，所述的熱塑性膠膜是正反兩面分別帶有極性和非極性的高分子粘結(jié)膜，其中帶有極性的一面與夾芯材料粘結(jié)，帶有非極性的一面與熱塑性復(fù)合材料板粘結(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板，其特征在于，所述的連續(xù)纖維選自玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維或凱夫拉纖維；其中:纖維采用纖維紗束、纖維布或纖維氈形式； 所述的熱塑性塑料選自聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、尼龍6或聚苯硫醚； 所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)·劑，包括Y-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、Y-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷、(Y-環(huán)氧丙氧基)丙基二甲氧基硅烷或Y_疏基丙基二乙氧基硅烷中的一種或一種以上； 所述的抗氧劑選自四[β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯、β_ (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯或硫代二丙酸二月桂酯中的一種或一種以上的物質(zhì)； 所述的光穩(wěn)定劑選自2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮、2-(3’ -叔丁基-2’ -5’ -甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(3’，5’ -二叔丁基_2’ -羥基苯基)-5_氯代苯并三唑或2-(2’_羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑中的一種或一種以上的物質(zhì)； 所述的阻燃劑選自氯化石蠟70、氯化石蠟40、全氯戊環(huán)癸烷、三苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、四溴雙酚A、十溴二苯醚、四溴雙酚A(二溴丙基)醚、三(2，3_ 二溴-1丙基)氰酸酯、六溴環(huán)十二烷或五溴甲苯中的一種或一種以上的物質(zhì)； 所述的助劑選自硬脂酸鈣、碳酸鈣或色粉。
6.一種制作權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:將夾芯層置于兩個(gè)面板中間，兩個(gè)面板通過熱塑性膠膜分別經(jīng)過熱壓工藝和冷壓工藝粘合于夾芯層的正反兩面，即制作得到熱塑性復(fù)合材料夾芯板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板的制作方法，其特征在于，所述的熱壓工藝中，采用的熱壓溫度為160~190°C，無壓力預(yù)熱2~5min，熱壓壓力為2~5MPa，保溫時(shí)間為3~IOmin ;所述的冷壓工藝中，采用的冷壓壓力為I~3MPa，保壓時(shí)間為10~30min。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板的制作方法，其特征在于，所述的面板采用以下步驟制作得到: (1)將熱塑性塑料200~500份、偶聯(lián)劑I~20份、抗氧劑I~30份、阻燃劑10~150份、光穩(wěn)定劑I~5份和助劑O~20份，置于高混機(jī)中混合2~5分鐘，得到混合物料； (2)將混合物料在擠出機(jī)中擠出，在擠出過程中，熔融的熱塑性塑料熔體浸潰牽引拉伸的連續(xù)纖維300~600份，經(jīng)過輥壓冷卻形成預(yù)浸帶； (3)疊加得到預(yù)浸帶鋪層，然后成型，在成型過程中，在下模具內(nèi)依次鋪放聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料、預(yù)浸帶鋪層、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯脫模塑料，再放置上模具，經(jīng)過熱壓工藝及冷壓工藝后進(jìn)行脫模，形成的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板即為面板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板的制作方法，其特征在于，所述的熱壓工藝中，采用的熱壓溫度為160~350°C，熱壓壓力為2~5MPa，保壓時(shí)間為 30 ~60min。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種輕質(zhì)高強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料夾芯板的制作方法，其特征在于，所述的冷壓工藝中，采用的冷壓壓力為I~3MPa，保壓時(shí)間為10~30min。
【文檔編號(hào)】B32B27/04GK103568396SQ201210273724
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月2日
【發(fā)明者】馬春霞 申請(qǐng)人:上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司