[发明专利]一种连续纤维增强金属层压复合材料板及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料制备领域，尤其是涉及一种连续纤维增强金属层压复合材料板及其制作方法。

背景技术

玻纤增强复合材料是以聚合物为基体，以玻璃纤维为增强体而制成的复合材料，它综合了聚合物和玻纤的性能，制成的产品具有比强度高、质轻、抗疲劳、耐腐蚀、隔热等优点。随着社会的发展，人们渐渐的发现玻纤增强复合材料存在易老化、阻燃性差、耐热性差、不可修复，连接较复杂等缺点，于是开发了玻纤增强金属层压复合材料。玻纤增强金属层压复合材料由玻纤增强树脂和金属交替排列层压而成，其综合了金属和聚合物的性能，具有比强度高、刚性大、韧性好、易连接加工等优点。目前玻纤增强金属层压复合材料主要是由玻纤增强热固性树脂和金属层压而成，但是该复合材料生产较复杂，成本较高，且不可回收利用，很大程度上限制其发展，因此发展玻纤增强热塑性树脂和金属层压复合材料具有较好的市场前景，不过由于热塑性树脂高温粘度大，表面极性较弱，与金属的结合强度较低，目前针对该种复合材料的研究较少，基于此，本发明提供了一种连续玻纤增强热塑性树脂与金属层压的复合材料，该复合材料不仅强度更高，韧性更好，而且加工简单，成本较低，且可回收利用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种韧性更好，强度高，弹性模量高，且可回收利用的连续纤维增强金属层压复合材料板及其制作方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种连续纤维增强金属层压复合材料板，由包含金属薄板和连续玻纤增强聚丙烯预浸带的材料交替组成，所述的属薄板和连续玻纤增强聚丙烯预浸带之间经胶粘薄膜连接。

一种连续纤维增强金属层压复合材料板的制作方法，包括以下步骤：

(1)预浸带制备：将排布好的连续玻纤浸渍聚丙烯制备得到厚度在0.15-0.3mm的连续玻纤增强聚丙烯预浸带；

(2)金属薄板预处理：对金属薄板粘结面进行机械处理以提高其表面粗糙度，再用有机溶剂对金属薄板进行脱脂，最后用偶联剂对薄板进行处理；

(3)铺层：将处理好的金属薄板和连续玻纤增强聚丙烯预浸带进行交替铺层，其中金属薄板和预浸带之间加一层胶粘薄膜以提高金属薄板和预浸带之间的粘结力；

(4)预热：将铺好层的材料放到烘箱中进行预热；

(5)冷压：将预热好的材料移到冷模中进行冷压成型，即得到连续纤维增强金属层压复合材料板。

步骤(1)中所述的连续玻纤增强聚丙烯预浸带为：在200-240℃下将熔融的聚丙烯树脂涂覆到排布均匀的连续玻纤上面，然后经滚压制成。

步骤(1)中所述的连续玻纤增强聚丙烯预浸带中玻纤质量含量在40％-65％之间。

步骤(2)中所述的金属薄板为钛合金、铝合金中的一种，厚度为0.1-0.3mm；所述的机械处理为锉刀打磨、砂纸打磨或砂轮打磨中的一种。

步骤(2)中所述的有机溶剂为丙酮、碳酸钠、磷酸钠中的一种。

步骤(2)中所述的偶联剂为硅烷偶联剂，优选乙烯基三硅烷或γ-丙基三甲氧基硅烷。

步骤(3)中所述的胶粘薄膜为聚丙烯基胶粘薄膜，厚度为0.08mm。

步骤(3)中金属薄板和连续玻纤增强聚丙烯预浸带的铺层方向采用为0°和90°两个方向交替铺设。

步骤(4)中预热的温度为170-190℃，预热时间为10-30min，冷压的压力为2-6MPa，冷压时间为0.5-3min。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明将轻质的金属和高强度的连续玻纤增强聚丙烯材料相结合，该复合材料不仅具有金属易连接加工的特点，还具有玻纤增强聚丙烯轻质高强的特性，与金属相比密度更低，与玻璃钢相比韧性更好，强度高，弹性模量高，且可回收利用，环保无污染；

2.本发明的连续玻纤增强金属层压复合材料密度在1.8-2.4g/cm³之间，拉伸强度大于180MPa，拉伸模量大于14GPa，弯曲强度大于190MPa，弯曲模量大于15GPa；

3.连续纤维增强金属层压复合材料不仅可以制作成平板，还可以根据产品需求，用带有型面的模具制备具有一定形状的制品。

附图说明

图1为实施例1中本发明的结构示意图；

其中1为铝合金薄板、2为聚丙烯基胶粘薄膜、3为连续玻纤增强聚丙烯板。

具体实施方式