[发明专利]一种轻质高强度三明治板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻质高强度三明治板，包括玻璃纤维层和铺设在玻璃纤维层两面的碳纤维层，玻璃纤维层上浸渍有环氧树脂复合物，环氧树脂复合物中填充有空心玻璃微珠，环氧树脂复合物覆盖在玻璃纤维层上作为粘接层用于粘接玻璃纤维层上、下两个表面的碳纤维层。本发明还公开了一种制作上述轻质高强度三明治板的制备方法，包括(1)配置胶液、(2)制作粘接片、(3)制备玻璃纤维轻质板、(4)铺设碳纤维预浸料层及(5)热压成型。通过本发明的制备方法制得的三明治板，质量更轻、强度更高，可通过机加工方式与热塑性材料复合，作为平板电脑、笔记本电脑、高端电子游戏机、高端箱包等的结构件或部分承力部件。

技术领域

本发明涉及复合板材技术领域，尤其是涉及一种轻质高强度三明治板及其制备方法。

背景技术

通常的轻质环氧板使用在空心的工程塑料中浸润玻璃布，再通过压合制得。采用该方法的轻质环氧板，由于空心的填料壁薄，抗压强度不高，且占据板材的体积较大，因此普通的轻质环氧板的弯曲强度及弯曲模量较低，多于成型尺寸小的如手机保护套材料中使用。对于对抗弯曲强度及抗压强度要求较高的电子产品，上述的普通的轻质环氧板已不能够满足相应需求。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种轻质高强度三明治板及其制备方法，具有强度高，质轻的优点，以解决上述现有技术中存在的普通轻质环氧板抗弯曲强度及弯曲模量低而导致不能够满足要求更高的产品的需求的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种轻质高强度三明治板，包括玻璃纤维层和铺设在所述玻璃纤维层两面的碳纤维层，所述玻璃纤维层上浸渍有环氧树脂复合物，所述环氧树脂复合物中填充有空心玻璃微珠，所述环氧树脂复合物覆盖在玻璃纤维层上作为粘接层用于粘接玻璃纤维层上、下两个表面的碳纤维层。

本发明采用上述技术方案，碳纤维层具有强度高、耐高温的特性，覆盖在玻璃纤维层的上下表面，有效保护玻璃纤维层，环氧树脂复合物作为粘接碳纤维层与玻璃纤维层用，空心玻璃微珠质轻、比重小，填充于环氧树脂复合物中，使得本三明治板质量更轻；本发明的三明治板具有质轻、强度高的优点。

上述的轻质高强度三明治板，所述玻璃纤维层上的空心玻璃微珠的含量为占玻璃纤维层总重量的15％～70％。

上述的轻质高强度三明治板，所述玻璃纤维层的板材密度为0.5～1.5g/cm³，厚度为0.3～5.0mm。

上述的轻质高强度三明治板，所述环氧树脂复合物包含有双酚A型酚醛环氧树脂、酚醛环氧树脂、邻甲酚环氧树脂、含磷环氧树脂或双环戊二烯环氧树脂中的一种或两种以上组合。

上述的轻质高强度三明治板，所述玻璃纤维层为单向玻璃纤维纱、玻璃纤维布中的任意一种或其组合。

上述的轻质高强度三明治板，所述碳纤维层设置为分层结构，其层数为1～8层。

上述的轻质高强度三明治板，所述碳纤维层包括碳纤维单向纱、碳纤维编织布中的任意一种或其组合。

为解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案是：一种制作上述技术方案中任一所述的轻质高强度三明治板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)配置胶液：将环氧树脂与固化剂按一定质量比例混合均匀后形成环氧树脂胶液，在胶液中加入总重量的5％～70％的空心玻璃微珠并充分分散于胶液中；

(2)制作粘接片：将玻璃纤维浸渍于上述步骤(1)中的胶液后进行烘烤形成0.1～0.3mm厚度的半固化粘接片；

(3)制备玻璃纤维轻质板：将上述步骤(2)中的半固化粘接片铺放相应的数量，在高温高压及真空条件下进行热压固化，其中温度为130～200℃，压力为40～180psi，真空条件的真空度为20～60torr，形成全固化的轻质板；