[发明专利]夹层结构复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种夹层结构复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供热塑性塑料、空心玻璃微珠、相容剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂和非连续纤维，以及连续纤维增强热塑性复合材料片材、成型治具、成型模具和注塑模具；

将所述的热塑性塑料、空心玻璃微珠、相容剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂和非连续纤维进行混合，然后切粒，得到非连续纤维增强热塑性塑料颗粒；

将所述连续纤维增强热塑性复合材料片材利用真空吸盘放入成型治具中，通过机械手将所述成型治具置于两个红外加热器之间，所述红外加热器将所述连续纤维增强热塑性复合材料片材快速加热至热成型温度，然后移动所述成型治具与复合材料片材至所述成型模具中，取出所述成型治具，合上所述成型模具，预设时间后，所述连续纤维增强热塑性复合材料片材成型为预设形状，得到连续纤维增强热塑性复合材料蒙皮；

将两块所述连续纤维增强热塑性复合材料蒙皮进行预热，然后分别嵌入到所述注塑模具的两个模面处，再将所述非连续纤维增强热塑性塑料颗粒注射于两块连续纤维增强热塑性复合材料蒙皮之间，形成非连续纤维增强热塑性塑料夹芯层，注塑后连续纤维增强热塑性复合材料蒙皮层的树脂基体与非连续纤维增强热塑性塑料夹芯层的树脂基体熔合在一起，形成所述夹层结构复合材料。

2.根据权利要求1所述的夹层结构复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤：提供热塑性塑料、空心玻璃微珠、相容剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂和非连续纤维中，所述的热塑性塑料35-75份、空心玻璃微珠5-40份、相容剂3-5份、偶联剂0.5-1.5份、抗氧剂0.01-1份、润滑剂0.3-1份、非连续纤维0.01-50份。

3.根据权利要求1或2所述的夹层结构复合材料的制备方法，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒径范围为10μm～180μm，中位粒径为45μm-80μm，真密度为0.3g/cm³～0.6g/cm³，抗压强度20MPa-125MPa。

4.根据权利要求1所述的夹层结构复合材料的制备方法，其特征在于，所述热塑性塑料为PP、PE、PC、TPU、PA6、PA66、PA12、PPS、PI、PEI、PEEK、PC/ABS、PET、POM、PBT、SAN、PLA、ABS、PS、PMMA、PVC、PPO、PPSU、PES、PSU中的一种；所述非连续纤维包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维、氮化硼纤维、硼纤维、亚麻纤维、PBO纤维、PBI纤维、PBT纤维中的一种；所述非连续纤维增强热塑性塑料颗粒中所述非连续纤维的长度为0.1mm-50mm。

5.根据权利要求1或4所述的夹层结构复合材料的制备方法，其特征在于，所述连续纤维增强热塑性复合材料片材的增强相为连续玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维、氮化硼纤维、硼纤维、亚麻纤维、PBO纤维、PBI纤维、PBT纤维单向布、编织布中的一种或者多种；所述连续纤维增强热塑性复合材料片材的树脂基体为PP、PE、PC、TPU、PA6、PA66、PA12、PPS、PI、PEI、PEEK、PC/ABS、PET、POM、PBT、SAN、PLA、ABS、PS、PMMA、PVC、PPO、PPSU、PES、PSU中的一种；所述连续纤维增强热塑性复合材料片材的厚度为0.1mm-0.5mm，所述连续纤维的体积含量为25％-75％。