一种新型复合纤维板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型复合纤维板材，由上到下依次包括上层纤维面板层、中间芯材层和下层纤维面板层，制备方法如下：将环氧树脂、固化剂、促进剂、偶联剂、阻燃剂混合均匀得浆料A，将低粘度环氧树脂和固体环氧树脂加热熔化得浆料B，浆料A和浆料B混合均匀后加入增韧剂，再加入空心玻璃微球和热膨胀微球，混合均匀压制成薄片，热压成型得到中间芯材，将芯材铺设在两层纤维板中间，热压成型得到新型复合纤维板材。本发明专利技术通过热膨胀微球与空心玻璃微球的配合使用，以及对环氧树脂的复配，可增加操作的简便程度，制备得到的新型复合纤维板材，在电子产品外壳的应用上具有独特的优势，对电子产品轻量化及产品升级换代的发展需求具有重要的推动意义。

【技术实现步骤摘要】
一种新型复合纤维板材及其制备方法
本专利技术属于复合板材的制备
，具体涉及一种新型复合纤维板材及其制备方法。
技术介绍
随着电子产品向轻薄、高端化发展，其对电子产品外壳材料也提出来了越来越高的要求，电子产品的外壳材质日益丰富。目前，电子产品外壳主要由金属或塑料制成。塑料外壳多采用聚碳酸酯（PC）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯苯乙烯共（PC/ABS）共混树脂等材料，通过PC、ABS、PC/ABS成型的电子产品外壳具有良好的耐热性和尺寸稳定性，成型效率高，成本低，但机械强度较差。金属外壳多采用铝合金、镁合金、不锈钢等通过冲压成型制得，金属外壳的优点在于外观精美、具有金属质感、强度高，但是增强了产品的重量，成本较高，且耐磨性和耐划痕性较差，外观也比较单一。碳纤维既拥有铝镁合金坚固力学性能好的的特性，又有ABS工程塑料的可塑性，强度和导热能力又优于普通的ABS塑料。它在外观类似塑料，但是强度和导热能力优于普通的ABS塑料，是一种可持续发展的材料，在电子产品上的应用越来越多，包括平板电脑、手机外壳等电子产品外壳。因此研究开发一种新型的电子产品用碳纤维板材已成为当前的热点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的不足，提供一种新型复合纤维板材及其制备方法。本专利技术为解决技术问题所采取的技术方案如下：一种新型复合纤维板材，由上到下依次包括上层纤维面板层、树脂基复合泡沫层和下层纤维面板层，所述中间芯材层为树脂基复合泡沫层，其中，复合泡沫层由热膨胀微球与空心玻璃微球组成，所述热膨胀微球的外壳为热塑性材料，所述热膨胀微球的内部填充有发泡剂。所述的新型复合纤维板材的制备方法，包括以下具体步骤：（1）将环氧树脂、固化剂、促进剂、偶联剂、阻燃剂按照质量份数（30～70）：(8～15)：(1～4)：(1～2)：(15～20)的比例加入容器内，经研磨混合均匀后得到浆料A；（2）将低粘度环氧树脂和固体环氧树脂按照质量份数(0～35)：(10～35)的比例加入容器内，在110～160℃加热使其熔化，混合均匀后得到浆料B，然后将其静止冷却至25～70℃；（3）将得到的浆料A和浆料B混合均匀，然后加入质量份数（3～5）份的增韧剂混合均匀得到浆料C；（4）在浆料C中加入质量份数（20～30）份的空心玻璃微球和质量份数（2～4）份的热膨胀微球，混合均匀得到浆料D；（5）将浆料D用预浸料设备在离型纸上压制成型得到薄片型的芯材；（6）将纤维板平铺放置，将步骤（5）中得到的芯材铺设于纤维板表面，接着在芯材表面继续铺设一层纤维板，热压成型后，得到新型复合纤维板材。较好地，在步骤（1）中，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、线性酚醛环氧树脂、改性型环氧树脂中的一种或几种；所述的固化剂为双氰胺及其衍生物、二氨基二苯砜（DDS）、聚醚二胺型固化剂、异氰酸酯改性咪唑、内脂改性咪唑、有机酸酐-路易斯酸-胺络合物、琥珀酰肼、间苯二甲酸酰肼中的一种；所述的促进剂为有机脲类UR300、UR500、DMP-30、吡啶、液体咪唑、2-甲基-4-已基咪唑、乙酰丙酮金属盐、过氧化苯甲酰、苄基二甲胺、三乙胺、聚醚胺型中的一种或几种；所述的偶联剂为KH550、KH560中的一种；所述的阻燃剂为HY50、AMP-30、DOPO、聚磷酸铵、异丙基化磷酸三苯酯、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或几种。较好地，在步骤（2）中，所述的低粘度环氧树脂为E51液体环氧树脂、E1451-310液体环氧树脂、NPEF-170液体环氧树脂、DER-354液体环氧树脂中的一种；所述的固体环氧树脂为固体环氧901、601中的一种。较好地，在步骤（3）中，所述的增韧剂为聚硫橡胶、液体丁腈橡胶、端羧基液体丁腈橡胶、液体丙烯酸酯橡胶、液体聚丁二烯橡胶、SBS、EVA、聚醚、聚砜、低分子聚酰胺中的一种或几种。较好地，在步骤（4）中，所述的空心玻璃微球为空心玻璃微珠、硅酸铝空心微珠、硼酸盐空心微珠、玻璃空心微珠、氧化铝空心微珠、二氧化硅空心微珠、陶瓷空心微珠、氧化锆空心微珠、飞灰漂珠或聚苯乙烯空心微珠中的一种或几种；所述热膨胀微球的外壳为热塑性材料，热膨胀微球的内部填充有发泡剂。较好地，所述的热塑性材料为二氯乙烯共聚物、丙烯腈系共聚物或丙烯酸系共聚物，所述发泡剂为异丁烷或异戊烷等烃类。较好地，所述空心玻璃微球的粒径为50～125μm，所述热膨胀微球的粒径为10～50μm。较好地，在步骤（6）中，所述纤维板为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、卡夫拉纤维、硼纤维、氮化硼纤维、陶瓷纤维板中的一种。较好地，在步骤（6）中，所述热压的温度为100～180℃，压力2～5MPa，时间20min-8h。本专利技术的积极有益效果如下：本专利技术制备得到的新型复合纤维板材具有轻质、高强的特性。本专利技术制备得到的新型复合纤维板材具有厚度可控性，根据铺设芯材的厚度来制备不同厚度需求的板材。本专利技术通过调节空心玻璃微球和热膨胀微球的加入量可以实现板材密度的可控性。热膨胀性微球的外壳为热塑性材料，内部填充有发泡剂，将其加入能够显著降低板材的密度，本专利技术中通过热膨胀微球的加入，在复合板材的成型过程中，热膨胀微球的发泡作用使板材成型固化时产生一个内部压力，使薄壁板材表面光滑平整，在特定的模具中，能够避免由于纤维材料本身厚度误差使制品表面出现树脂堆积现象和厚度波动现象，降低薄壁状板材的翘曲变形的情况，得到表面平整光滑的复合纤维板材。本专利技术通过对环氧树脂进行复配，可增加操作的简便程度，并且固体环氧树脂的加入能够使整个体系粘度升高，使其在常温状态下不会粘手，简化生产工艺流程。本专利技术使热膨胀微球温度与树脂固化温度相匹配，简化了成型过程的工艺流程，同时使制备得到的纤维板材的均匀性更好。本专利技术制备得到的新型复合纤维板材，因其独特的物理化学特性，使其在电子产品外壳的应用上具有独特的优势，对电子产品轻量化及产品升级换代的发展需求具有重要的推动意义。附图说明：图1为本专利技术中新型复合纤维板材的结构示意图。具体实施方式：下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细、清楚地描述，但本专利技术的保护范围并不局限于此。实施例1：参见图1，一种新型复合纤维板材，由上到下依次包括上层纤维面板层1、树脂基复合泡沫层2和下层纤维面板层3，中间芯材层2为树脂基复合泡沫层，其中，复合泡沫层由热膨胀微球与空心玻璃微球组成，热膨胀微球的外壳为热塑性材料，热膨胀微球的内部填充有发泡剂。上述新型复合纤维板材的制备方法，包括以下具体步骤：（1）将环氧树脂、固化剂、促进剂、偶联剂、阻燃剂按照质量份数50：8：3：2：15的比例加入容器内，经研磨混合均匀后得到浆料A；（2）将固体环氧树脂按照质量份数10份的比例加入容器内，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型复合纤维板材，其特征在于：所述新型复合纤维板材由上到下依次包括上层纤维面板层（1）、中间芯材层（2）和下层纤维面板层（3），所述中间芯材层（2）为树脂基复合泡沫层，其中，复合泡沫层由热膨胀微球与空心玻璃微球组成，所述热膨胀微球的外壳为热塑性材料，所述热膨胀微球的内部填充有发泡剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型复合纤维板材，其特征在于：所述新型复合纤维板材由上到下依次包括上层纤维面板层（1）、中间芯材层（2）和下层纤维面板层（3），所述中间芯材层（2）为树脂基复合泡沫层，其中，复合泡沫层由热膨胀微球与空心玻璃微球组成，所述热膨胀微球的外壳为热塑性材料，所述热膨胀微球的内部填充有发泡剂。


2.权利要求1所述的新型复合纤维板材的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）将环氧树脂、固化剂、促进剂、偶联剂、阻燃剂按照质量份数（30～70）：(8～15)：(1～4)：(1～2)：(15～20)的比例加入容器内，经研磨混合均匀后得到浆料A；
（2）将低粘度环氧树脂和固体环氧树脂按照质量份数(0～35)：(10～35)的比例加入容器内，在110～160℃加热使其熔化，混合均匀后得到浆料B，然后将其静止冷却至25～70℃；
（3）将得到的浆料A和浆料B混合均匀，然后加入质量份数（3～5）份的增韧剂混合均匀得到浆料C；
（4）在浆料C中加入质量份数（20～30）份的空心玻璃微球和质量份数（2～4）份的热膨胀微球，混合均匀得到浆料D；
（5）将浆料D用预浸料设备在离型纸上压制成型得到薄片型的芯材；
（6）将纤维板平铺放置，将步骤（5）中得到的芯材铺设于纤维板表面，接着在芯材表面继续铺设一层纤维板，热压成型后，得到新型复合纤维板材。


3.根据权利要求2所述的新型复合纤维板材的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、线性酚醛环氧树脂、改性型环氧树脂中的一种或几种；所述的固化剂为双氰胺及其衍生物、二氨基二苯砜（DDS）、聚醚二胺型固化剂、异氰酸酯改性咪唑、内脂改性咪唑、有机酸酐-路易斯酸-胺络合物、琥珀酰肼、间苯二甲酸酰肼中的一种；所述的促进剂为有机脲类UR300、UR500、DMP-30、吡啶、液体咪唑、2-甲基-4-已基咪唑、乙酰丙酮金属盐、过氧化苯甲酰、苄基二甲胺、三乙胺、聚醚胺型中的一种或几种；所述的偶联剂为KH550、KH560...

【专利技术属性】
技术研发人员：余启勇，姚栋嘉，吕多军，龚祥明，董会娜，刘喜宗，牛利伟，吴恒，潘广镇，张东生，
申请(专利权)人：巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41