[发明专利]一种三维复合板及其制作方法

权利要求书

1.一种三维复合板及其制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据所要制备的复合板对产品的尺寸要求，对复合板材产品的尺寸进行设计，然后根据所设计的复合材料复合板材的尺寸，设计干态玻璃纤维增强聚丙烯预浸料的层数和预浸料的铺层方式；

S2、由于S1中使用的预浸料的宽度和厚度是固定的，所以要对预浸料进行长度方向上的裁剪；

S3、裁剪完毕之后将预浸料的上层和底层各加上一层已经裁剪好的脱模布，施加一定压力使层间空气尽量排除，然后进行简单地固定，使预浸料和脱模布能够同时放到模具底板上而不出现滑脱和偏离；

S4、将平板硫化机的温度设定在树脂基体的熔融温度以上，具体温度根据示差扫描量热分析结果来设定；

S5、将叠层好的的预浸料和聚酷薄膜放在模具底板上，然后迅速将已经加热好的金属板平稳地压在上面，同时，保压时让平板硫化机上板尽量接近模具，避免模具散热过快导致温度快速下降；在高于基体的熔融温度下，树脂在一定压力下发生流动，再次浸渍纤维；

S6、达到指定保温时间以后，关闭平板硫化机，降下平板，让模具和复合板材随平板硫化机一起自然冷却，待温度降到示差扫描量热分析结果设定的温度以下再将制备的复合板材取下来，就可得到玻璃纤维增强聚丙烯复合材料单向板；

S7、将取下的复合板材进行表面观察，观察是否有贫胶或者明显变形，如果出现以上情况，说明所制备的样品不合格，需要重新制备，若符合则进入下一步工序；

S8、制备出符合标准的复合板材之后，切除掉边角料，然后进行弯曲性能测试和层间剪切测试，待层间剪切测试结束后对测试后的产品再进行切割。

2.根据权利要求1所述的一种三维复合板及其制作方法，其特征在于：所述S1中设计时要考虑到边角料的切除，避免出现切除边角料之后剩余样品尺寸无法进行测试的情况。

3.根据权利要求1所述的一种三维复合板及其制作方法，其特征在于：所述示差扫描量热分析包括以下步骤：

A1、称取部分玻纤增强聚丙烯预浸料样品平铺在铝样品盘中，从20℃开始，以10℃/min的加热速率将试样加热至250℃，并在此温度下保持5min来消除热历史；

A2、以10℃/min降温至20℃，得到降温结晶曲线，恒温保持5min直至稳定；

A3、再以10℃/min的速率加热至250℃，得到升温熔融曲线；

A4、选取降温结晶曲线峰值点T₁和升温熔融曲线峰值点T₂，并带入以下公式：

式中，T(C)为平板硫化机的设定温度。

4.根据权利要求1所述的一种三维复合板及其制作方法，其特征在于：所述弯曲性能测试包括以下步骤：玻纤增强聚丙烯复合材料弯曲性能测试采用三点加载法，试样尺寸为80mm*1Omm*4mm的长方体薄片，跨距为64mm，横梁下行速度为2mm/min。测试弯曲强度时，连续加载，如果试样在挠度或等于1.5倍试样厚度下出现弯曲破坏，记录其最大载荷或破坏载荷。如果试样在挠度等于1.5倍试样厚度下还不出现弯曲破坏，则记录该挠度时的载荷；

式中：σ_f为弯曲强度；P为破坏载荷；l为跨距；h为试样厚度；b试样宽度。

5.根据权利要求1所述的一种三维复合板及其制作方法，其特征在于：所述层间剪切强度测试采用短梁剪切来测试；

式中：τ_M为层间剪切强度；F为破坏载荷；b为试样宽度；h为试样厚度。