[发明专利]一种植物纤维叠层混杂功能性复合材料层合板的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术，涉及一种植物纤维叠层混杂功能性复合材料层合板的制备方法。

背景技术

复合材料具有比强度、比刚度高的优点，因此广泛应用在轻质高强的结构材料场合，但是，某些特定的场合也需要一些功能性的复合材料层合板，它们要求具有吸声、减震、隔热、降噪等功能，同时又是一种弱承力的结构复合材料，典型的应用比如螺旋桨飞机在飞机特定部位的包覆防护层，一方面，它应吸声、减震、降噪，另一方面，它应防止意外的碎片撞击飞机的机身，因此应抗冲击损伤；其他的典型应用包括航空、地面交通、轮船的内饰场合等。

植物纤维来自自然界，是一种天然材料，天然的中空结构使其具有显著的吸声、减震、隔热、降噪和阻尼特性，同时，也具有优越的比强度和比刚度性质，在一定的场合可以用作弱承力结构的增强材料使用。中国发明专利《一种界面增容、阻燃的植物纤维增强织物的处理方法》(申请号201110181785.3)，就是利用植物纤维制备复合材料的一个范例。但是该专利仅仅注重植物纤维增强复合材料的力学性能和阻燃性能，并没有关注植物纤维复合材料的功能性，以及如何通过混杂方法得到更优的兼具功能性和力学性能的复合材料。

本发明就是针对以上问题、背景和需求，而提出的一种植物纤维叠层混杂功能性复合材料层合板的制备方法。

发明内容

本发明的目的是：提出一种主要用于一些需要吸声、减震、隔热、阻尼、抗冲击、降噪，同时兼顾一定的比强度和比刚度性质、弱承力或非承力的应用场合的植物纤维叠层混杂功能性复合材料层合板的制备方法。

本发明的技术方案是：叠层结构包括组份1在内多种组份：组份1为植物纤维无纺布或织物，组份2为玻璃纤维、芳纶纤维或者碳纤维无纺布或织物，组份3为其它高分子纤维无纺布或织物，组份4为高分子泡沫或橡胶薄层材料，对组份1进行表面改性预处理，改性预处理方法包括独立的偶联处理、独立的表面阻燃处理或表面偶联与阻燃双重处理；

将上述几种组份进行周期性或非周期的层状化复合，成型工艺为如下之一：

(一)先将组份1与组份2或组份3按照预浸料制备工艺，制备得到湿法或干法预浸料，树脂基体为环氧树脂或不饱和聚酯树脂或酚醛树脂，然后再将4种组份中的包括组份1在内的任意两种或几种组份周期性或非周期的层状化复合，运用热压罐工艺或模压工艺加工制备得到复合材料层合板，固化工艺参照各具体树脂的固化工艺；

(二)将组份1与组份2或组份3或组份4中的一种或几种周期性或非周期的层状化复合，然后运用液态成型工艺加工制备复合材料层合板，树脂基体是环氧树脂或不饱和聚酯树脂或酚醛树脂，固化工艺参照各具体树脂的固化工艺。

所述的组份1中植物纤维为苎麻、黄麻、红麻、大麻、剑麻、亚麻。

所述的组份3中包括聚酰亚胺纤维、聚苯并咪唑、聚苯并恶唑、聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯或尼龙纤维无纺布或纤维织物。

所述的组份4中包括聚酰亚胺、聚甲基丙烯酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂泡沫材料或丁苯、丁氰、顺丁、聚硫或硅橡胶。

本发明的优点是：

本发明充分利用纤维-金属复合材料层合板的成熟的设计、制备和应用技术基础，用植物纤维与芳纶纤维、玻璃纤维、碳纤维或者其他高分子纤维的无纺布或织物、高分子泡沫或高分子橡胶等薄层材料进行周期性或非周期的层状化混杂复合，赋予这种叠层复合材料层合板以吸声、减震、隔热、阻尼、抗冲击、降噪等特殊功能，同时兼顾一定的比强度和比刚度性质，可以应用在航空、轨道交通、汽车、建筑等领域的弱承力或非承力的场合，包括内饰结构等。由于涉及的复合材料结构与ARALL(ARamid-ALuminum Laminate)、GLARE(GLAss-REinforced aluminum)层合板相似，因此命名为HyNaL(Hybrid Natural fiber Laminate)，即植物纤维混杂复合材料层合板。

具体实施方式