[发明专利]一种易于热成型的轻质高抗冲高模量多层复合板材及其制备方法

权利要求书

1.一种易于热成型的轻质高抗冲高模量纤维增强多层复合板材，其特征在于：包括复合板材本体（1）；该复合板材本体（1）由两层或多层结构的复合层板材复合而成；所述复合板材本体（1）包括外层（2）和内层（4）；外层（2）和内层（4）通过加热加压复合制成板材；所述外层（2）为纤维增强热塑性复合材料层，内层（4）为超高分子量聚乙烯纤维增强树脂层。

2.根据权利要求1所述的一种易于热成型的轻质高抗冲高模量纤维增强多层复合板材，其特征在于：还设置有中间层（3），中间层（3）位于外层（2）和内层（4）之间，所述中间层（3）为热塑性胶粘薄膜层。

3.根据权利要求2所述的一种易于热成型的轻质高抗冲高模量纤维增强多层复合板材，其特征在于：所述内层（4）包括两层超高分子量聚乙烯纤维增强树脂层（4-1）；外层（2）包括2个两层纤维增强热塑性复合材料层（2-1），2个两层纤维增强热塑性复合材料层（2-1）分别布设于两层超高分子量聚乙烯纤维增强树脂层（4-1）的上下端。

4.根据权利要求2所述的一种易于热成型的轻质高抗冲高模量纤维增强多层复合板材，其特征在于：所述中间层（3）包括两层热塑性胶粘薄膜层（3-1），所述两层热塑性胶粘薄膜层（3-1）分别位于超高分子量聚乙烯纤维增强树脂层（4-1）与纤维增强热塑性复合材料层（2-1）之间。

5.一种如权利要求1-4之任意所述的易于热成型的轻质高抗冲高模量纤维增强多层复合板材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，将玻纤、碳纤或玄武岩纤维材料按照需要的长度进行裁切，并均匀分散，然后通过输送辊导入两层预热的热塑性树脂薄膜间，然后加热加压使得热塑性树脂熔融流入增强玻纤或碳纤维间，充分浸渍并保压，随后降压冷却，形成刚性纤维增强热塑性复合材料层（2-1）；

步骤二，将超高分子量聚乙烯纤维预先均匀分散，通过牵引辊导入两层热塑性树脂薄膜间，加热加压促使热塑性薄膜熔融并完全浸渍超高分子量聚乙烯纤维，随后在一对冷却辊作用下冷却固化成型，形成超高分子量聚乙烯纤维增强树脂层（4-1）；

步骤三，将步骤一中制得的刚性纤维增强热塑性复合材料层（2-1）和步骤二中制得的超高分子量聚乙烯纤维增强树脂层（4-1）按照所需要的材料刚性、抗冲性能、及面密度要求进行两层或多层叠加，然后在层压机或连续复合压机上加热加压，使得各层之间熔融固化；

步骤四，将所制备的复合板材缓慢降压冷却，最终制得平整且内部无气孔缺陷的轻质抗冲高强复合材料板材。

6.根据权利要求5所述的一种易于热成型的轻质高抗冲高模量纤维增强多层复合板材的制备方法，其特征在于：在上述制备步骤一中所述的刚性纤维增强热塑性复合材料层（2-1）中，纤维的质量含量在20%-70%之间；单层片层的厚度为0.2-0.5mm之间。

7.根据权利要求5所述的一种易于热成型的轻质高抗冲高模量纤维增强多层复合板材的制备方法，其特征在于：在上述制备步骤二中所述的超高分子量聚乙烯纤维增强树脂层（4-1）中，超高分子量聚乙烯纤维的质量含量在30%-80%之间；单层片层的厚度为0.1-0.3mm之间。

8.根据权利要求5所述的一种易于热成型的轻质高抗冲高模量纤维增强多层复合板材的制备方法，其特征在于：在上述制备步骤一和步骤二中，所选用的热塑性树脂基材可以是同种材料，也可以是不同种材料；或者是同种材料（如聚烯烃）但具备不同的熔体流动性能和力学性能。