[发明专利]一种热塑性纤维金属层合板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热塑性纤维金属层合板及其制备方法。其中热塑性纤维金属层合板的制备方法包括以下步骤：S1、提供热塑性混纤编织物；S2、将所述塑性混纤编织物与金属材料层叠加布置，形成层叠板；S3、在热压条件下压制所述层叠板，然后在冷却条件下成型得到所述热塑性纤维金属层合板，其中，所述热塑性混纤编织物由纤维束编织而成，所述纤维束同时包括热塑性纤维材料和增强纤维材料。该方法工艺简单，且能够提高热塑性纤维金属层合板层间结合力和力学性能。

技术领域

本发明涉及复合金属层合板的制备领域，具体地，涉及一种热塑性纤维金属层合板及其制备方法。

背景技术

铝合金材料具有较低密度和较高的强度和抗冲击性能，并且具有良好的可加工性成本也较为低廉。因此自从二十世纪三十年代初就被广泛应用于航空航天领域。然而铝合金材料具有一些局限性例如较低的疲劳寿命和抗腐蚀性能限制了其进一步的应用价值。而二十世纪四五十年代发明的玻璃纤维和碳纤维复合材料具有很高的比强度和比刚度，并且具有良好的疲劳特性和耐腐蚀性，然而这种层叠复合材料面外横向强度和抗冲击性能较差，并且层间结合面容易产生脱层。为了同时克服铝合金材料和纤维复合材料存在的一些缺点，在二十世纪七十年代末，由荷兰代尔夫特理工大学研制出了金属材料与纤维复合的纤维金属层合板材料，即纤维金属层合板。

现有纤维金属层合板包括热固型纤维金属层合板和热塑型纤维金属层合板两种，其通常的制备方法包括以下步骤：1)配制包括热固性树脂或热塑性树脂的预浸料；2)在一定压力下将预浸料浸渍到纤维编织物中，冷却后得到预浸板；3)将预浸板复合在金属材料层上，经固化或热缩加工，得到所需的纤维金属层合板。

然而，现有的热塑型纤维金属层合板的制备过程中，需要将预浸料加热后与金属材料层复合，在这一过程中，预浸料中的热塑性树脂因加热熔融而具有一定的流动性，很容易造成热塑性树脂在纤维编织物中分散不均匀，而在树脂富集和/或纤维集中的地方，会产生残余应力，发生层间分离破坏，造成了纤维金属层合板的整体力学性能的下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种热塑性纤维金属层合板及其制备方法，以改善热塑性纤维金属层合板的层间结合力及力学性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种热塑性纤维金属层合板的制备方法，该方法包括以下步骤：S1、提供热塑性混纤编织物；S2、将所述热塑性混纤编织物与金属材料层叠加布置，形成层叠板；S3、在热压条件下压制所述层叠板，然后在冷却条件成型得到所述热塑性纤维金属层合板，其中，所述热塑性混纤编织物由纤维束编织而成，所述纤维束同时包括热塑性纤维材料和增强纤维材料。

同时，在本发明中还提供了一种热塑性纤维金属层合板，该热塑性纤维金属层合板由本发明所提供的方法制备获得。

应用上述技术方案，本发明所提供的热塑性纤维金属层合板的制备方法通过采用热塑性混纤编织物代替预浸板，能够省却制备预浸板的步骤，而且利用热塑性混纤编织物中每根纤维束中同时含有热塑性纤维材料和增强纤维材料的特点，使得热塑性纤维材料在编织物中分散的更为均匀，避免因树脂富集和/或纤维集中而导致的材料力学性能降低，此外通过在热压条件下压制包括塑性混纤编织物和金属材料层的层叠板，使得熔融的热塑性树脂在浸渍包覆增强纤维材料的同时，流入到金属材料层的内部，即使得预浸和成型一步完成，不但节省了工艺流程，而且能够提高热塑性纤维金属层合板层间结合力和力学性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明热塑性纤维金属层合板的结构示意图。

附图标记说明

1 金属材料层 2 热塑性混纤编织物。