[发明专利]一种轻质高强层压复合板材的制备方法

说明书

本发明提供一种质量轻且同时兼顾力学性能的轻质高强层压复合板材的制备方法，包括如下步骤：步骤1)：将0.02‑1.5重量份石墨烯类材料加入20‑120重量份所述溶剂中，超声后获得第一混合液。步骤2)：将20‑120重量份的空心玻璃微球、100重量份的环氧树脂，2‑30重量份的固化剂，0.01‑0.5重量份的促进剂，0.2‑3重量份的氟素表面活性剂，0.2‑3重量份的偶联剂加入第一混合液中；步骤3)：将所述增强材料浸渍特定胶液，并高温烘烤制成半固化片；步骤4)：压制获得复合板材。

技术领域

本发明属于电子产品用复合板材领域，具体涉及一种轻质高强层压复合板材的制备方法。

背景技术

复合材料凭借其重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。

而随着社会低碳经济发展，轻质高强材料逐渐成为主流方向。特别是近些年手机、电脑、平板等电子中，轻质复合层压材料被偏爱。因此，在现有轻质复合材料的基础上持续减重成为研究的热点。但目前降密度引起的复合材料力学强度下降，是研究人员一直无法回避的技术难题，其普遍存在无法同时兼顾低密度高力学强度的问题。同时，轻质复合板材被作为电子产品外壳或保护壳使用时，导热系数偏低，不利于产品散热。

发明内容

已知，石墨烯是最轻、最薄的二维材料，密度只有0.003-0.005g/cm³，具备优异的力学、热学等性能；因此利用石墨烯类材料作为添加剂用于改性减重的复合材料，是增强其力学强度的可行途径，本发明的发明人经过研究发现：由于需要兼顾复合材料的低密度、高强度，将石墨烯类材料直接应用到复合板材中难以获得尽人如意的效果。

基于以上问题，第一方面，本发明提供一种质量轻且同时兼顾力学性能的轻质高强层压复合板材的制备方法，包括如下步骤：

步骤1)：将0.02-1.5重量份石墨烯类材料加入20-120重量份所述溶剂中，超声后获得第一混合液。

步骤2)：将20-120重量份的空心玻璃微球、100重量份的环氧树脂，2-30重量份的固化剂，0.01-0.5重量份的促进剂，0.2-3重量份的氟素表面活性剂，0.2-3重量份的偶联剂加入第一混合液中；

步骤3)：将所述增强材料浸渍特定胶液，并高温烘烤制成半固化片；

步骤4)：压制获得复合板材；

本发明通过在电子产品用复合板材中引用石墨烯类材料来增强其力学性能，具体包括显著提升材料弯曲、拉伸力学性能，同时获得优异的导热性能。本发明通过添加其他辅助组分以及超声分散的辅助，保证石墨烯类材料分散效果，通过图1可以看出通过超声分散的石墨烯类材料在树脂中呈片状或者褶皱形态，和树脂很好的结合；石墨烯类材料分散效果和在树脂中的呈现形态是增强力学性能的关键。若石墨烯类材料未进行完全分散，以颗粒状存在树脂中，对材料力学性能无提升效果，甚至降低其拉伸和弯曲强度。

本发明提供的特定胶液添加20-120份空心玻璃微球，在保证了制得材料的低密度的同时，也使得混合液混合更加均匀，保证制得复合板材的均匀性和一致性；

本发明提供的胶液通过添加偶联剂和分散剂，使得空心玻璃微球与溶液及玻璃布的相容性更好，能够提升混合液的结合力，充分润湿空心玻璃微球有利于其在树脂中的分散，提高了空心玻璃微球的附着力。

本发明通过适量添加石墨烯类材料以保证成型材料低绝缘性能不受影响，在本发明一些实施方式中，石墨烯类材料的添加含量为重量份数为2以上，其绝缘性能难以保证，不适用于电子产品用外壳，且其力学性能也出现了下降。

在本发明的一些优选实施方式中，所述的溶剂选自丙酮、丁酮或二甲基甲酰胺中的一种或两种以上。