[发明专利]一种高强热塑性轻质复合板材及其制备方法

权利要求书

1.一种高强热塑性轻质复合板材，其特征在于：包括芯材(4)、布设于芯材(4)两侧的中间层(2)、布设于中间层(2)两侧的外层(1)；芯材(4)、中间层(2)和外层(1)通过加热加压复合制成板材；所述芯材(4)为发泡芯材；所述外层(1)为具有低燃烧热释放量特征的阻燃高分子材料层，中间层(2)为纤维增强的高强度阻燃高分子材料层，发泡芯材为阻燃发泡高分子材料。

2.根据权利要求1所述的一种高强热塑性轻质复合板材，其特征在于：所述芯材(4)与中间层(2)之间设置有粘结层(3)，芯材(4)、中间层(2)、外层(1)和粘结层(3)通过加热加压复合制成板材；所述粘结层(3)为具有良好粘结性及阻燃性的热塑性高分子聚合物薄膜。

3.根据权利要求1所述的一种高强热塑性轻质复合板材，其特征在于：所述的具有低燃烧热释放量特征的阻燃高分子材料层包括特种阻燃聚丙烯PP、特种聚酰胺PA、聚氟乙烯PVF、聚碳酸酯PC、聚苯硫醚PPS、聚醚醚酮PEEK、聚醚酰亚胺PEI、聚醚砜PSU或聚亚苯基砜PPSU。

4.根据权利要求1所述的一种高强热塑性轻质复合板材，其特征在于：所述高强度阻燃高分子材料层是由多层单向连续玻璃纤维或碳纤维增强热塑性树脂预浸片、玻纤或碳纤维与热塑性树脂共挤纤维编织而成的织物；所述单向连续玻璃纤维或碳纤维增强热塑性树脂预浸片按[90°/0°]、[0°/90°]、[0°/45°/90°/135°]或[135°/90°/45°/0°]铺层方式热压复合而成；所述玻璃纤维或碳纤维增强热塑性树脂预浸片按平纹和斜纹样式复合，使纤维形成交错的网格状。

5.根据权利要求1所述的一种高强热塑性轻质复合板材，其特征在于：所述阻燃发泡高分子材料内形成有大量微孔(4-1)，该微孔(4-1)均匀分布于阻燃型高分子材料的中心部位；所述微孔(4-1)的泡孔尺寸5～1000微米，为开孔或闭孔结构；所述发泡芯材的厚度为0.5毫米5～30毫米；所述中间层(2)厚度为0.4～3毫米，所述外层(1)的厚度为20微米～3毫米。

6.一种如权利要求1-5之任意所述的高强热塑性轻质复合板材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将实际应用所需要的具有低燃烧热释放量特征的高分子材料通过单螺杆挤出机进行熔融塑化，随后进入扁形机头，使得物料沿着机头宽度方向均匀分布，再经口模挤出，在牵引装置牵引下经辊筒组压光、定厚、冷却形成薄膜或薄片产品；

步骤二，将阻燃型单向连续玻璃纤维或碳纤维增强热塑性树脂预浸片采用特定的铺层方式层层铺叠，如一层0度,一层90度；或者一层0度,一层45度,一层90度,一层135度；然后在高温下进行层压，随后冷却，制得高强度阻燃中间层；

步骤三，将具有低燃烧热释放量特征的高分子材料外层、阻燃增强中间层和阻燃发泡芯材按照一定排列顺序引入热复合机，在高温及一定压力下进行热复合；随后冷却切边，得到具有低燃烧热释放量特征的高强热塑性轻质复合板材。

7.根据权利要求6所述的高强热塑性轻质复合板材的制备方法，其特征在于：在上述制备步骤一至三中，所选用的高分子材料外层、阻燃增强中间层和阻燃发泡芯材可以是同类型的高分子材料，也可以是不同类型的高分子材料体系，但各层之间应该有良好的热结合特性，从而保证在热压复合后各层间具有良好的层间结合力；必要时，为增加各层之间的结合强度并降低层间应力，避免或减少复合材料的翘曲，在高分子材料外层、阻燃增强中间层和阻燃发泡芯材之间有选择性的使用热塑性胶粘薄膜层；该胶粘薄膜可以是聚丙烯基、EVA基、乙烯基、热塑性聚氨酯基材、或者其他可热熔的热塑性树脂体系，其厚度范围为5微米-1mm。

8.根据权利要求6所述的高强热塑性轻质复合板材的制备方法，其特征在于：在上述制备步骤二中，所选用的阻燃型单向连续纤维增强热塑性树脂预浸片，或纤维与热塑性树脂共挤纤维编织而成的织物，可以具有低燃烧热释放量特征，或者不具有低燃烧热释放量特征。