[发明专利]层压材料及其制备方法与空心玻璃微球的应用

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及层压材料及其制备方法与空心玻璃微球的应用。

背景技术

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。层压材料可加工成各种绝缘和结构零部件，广泛应用于电机、变压器、高低压电器、电工仪表和电子设备中。层压材料按组成可分为有机基材层压材料和无机基材层压材料，其中无机基材层压材料以无机玻璃纤维布与无机玻璃纤维毡为增强材料。

为了迎合当今社会低碳生活及低碳经济的主体，质轻高强的层压材料逐渐得到了发展，具有代表性的是热固性树脂层压材料。传统的热固性层压材料的制备方法为：将环氧树脂、溶剂、偶联剂、固化剂、填料配成混合胶液；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铜箔或一层离型膜，而得板材；将叠置好的板材两面分别叠合上不锈钢板或者在叠置后的半固化片叠合双面喷有离型剂的不锈钢板，然后进行压制，压制后进行保温；将压制好的板材与不锈钢板拆解开，从而得到热固性树脂层压材料。上述制备的热固性树脂层压材料中树脂的含量为25～77wt%，玻璃纤维为10wt%～75wt%，填料为0～45wt%。上述方法制备的层压材料的密度为1.8±0.3g/cm³，相对于水密度偏大最终制备的产品重量偏重。为了适应消费电子产品薄型及轻量化发展的需求，上述材料已不能满足轻量化产品的要求，因此目前的层压材料需要在保持较高强度的同时，降低板材的重量。

无机物由于本身成分低廉、物理化学强度优良而在材料改性中占据了重要的地位。目前常见的无机物包括纳米碳化钙、增强纤维、玻璃微球和滑石粉等。其中玻璃微球是一类质轻具有较高尺寸稳定性、抗冲击性能、耐热性、耐磨蚀性和易于加工的填充无机材料。因此，采用空心玻璃微球来增强减重的环氧树脂复合材料是改性的可行途径之一。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种质量轻且具有相当强度的层压材料及其制备方法。

有鉴于此，本发明提供了一种层压材料，其特征在于，所述层压材料由增强材料浸渍混合胶液后经层压热固化制得，所述混合胶液包括：

空心玻璃微球     大于零且小于等于100重量份；

偶联剂           大于零且小于等于5重量份；

表面活性剂       大于零且小于等于0.5重量份；

环氧树脂         125重量份；

固化剂           2.5～30重量份；

促进剂           0.03～0.50重量份；

溶剂             35～150重量份。

优选的，所述空心玻璃微球的粒径为10μm～100μm，密度为0.1g/cm³～0.65g/cm³。

优选的，所述环氧树脂为双酚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。

优选的，所述固化剂为双氰胺、酸酐、酚醛、二氨基二苯砜和二氨基二苯胺中的一种或多种。

优选的，所述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。

本发明还提供了一种层压材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将大于零且小于等于100重量份的空心玻璃微球、大于零且小于等于5重量份的偶联剂、大于零且小于等于0.5重量份的表面活性剂、125重量份的环氧树脂、2.5～30重量份的固化剂、0.03～0.50重量份的促进剂与35～150重量份的溶剂混合，得到混合胶液；

2）将增强材料置于所述混合胶液中浸渍，然后进行烘烤，冷却后得到半固化片；

3）将一片以上的所述半固化片进行叠置，得到板材，将所述板材设置于两片不锈钢板之间进行压制；

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。

优选的，所述步骤1）具体为：

将大于零且小于等于100重量份的空心玻璃微球、20～100重量份的第一溶剂、0～5重量份的偶联剂与0～0.1重量份的表面活性剂混合，搅拌后得到第一混合液，所述空心玻璃微球的粒径为10μm～100μm，密度为0.1g/cm³～0.65g/cm³，所述搅拌的速度为800转/min～1500转/min；