[发明专利]一种热塑性超混杂复合材料层合板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热塑性超混杂复合材料层合板及其制备方法，层合板的制备材料包括铝合金板、玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料和胶膜，其中铝合金板置于玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料的上下表面，胶膜置于铝合金板和玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料之间。层合板的制备方法，包括：1、铝合金板表面处理；2、玄武岩纤维增强热塑性树脂预浸料的制备；3、预浸料铺层；4、超混杂复合材料的制备。本发明既可达到质轻高强的要求，又能满足汽车要求的高表面质量；同时，使用热塑性树脂作为基体，可回收循环使用，大幅提高生产效率，使用的纤维价格低廉，降低制造成本。本发明主要用于汽车外覆盖件，同时在高铁、城铁等领域也具有广阔的用途。

技术领域

本发明涉及一种热塑性超混杂复合材料层合板及其制备方法，具体说是一种连续玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料与铝合金复合制备超混杂复合材料的方法。

背景技术

玄武岩纤维是将火山喷出岩经过高温熔融后，通过拉丝处理而得到的一种纤维，因其良好的力学性能、耐候性及环保性，和碳纤维、芳纶纤维及超高分子量聚乙烯纤维并称四大高技术纤维。目前玄武岩纤维增强树脂基复合材料已经广泛地应用于国防、建筑及交通领域。在交通领域，使用该类复合材料还存在诸多问题，例如汽车外用覆盖件使用复合材料后，随着使用时间的增加，表层树脂基体受紫外线影响，会出现表面光洁度变差等问题。此外纤维增强树脂基复合材料表面上漆难，难以满足汽车覆盖件要求的高表面质量(A级表面)。若将玄武岩纤维复合材料与铝合金结合，铝合金置于外表面，制备成玄武岩纤维复合材料/铝合金的超混杂复合材料层合板，既可以达到质轻高强的要求，又能满足汽车要求的高表面质量；同时，使用热塑性树脂作为基体，制备的玄武岩纤维/热塑性树脂/铝合金超混杂复合材料，可以采用金属零部件常用的冲压成型、模压成型工艺生产制品，大幅提高生产效率，降低制造成本。

发明内容

本发明目的是提供一种连续玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料/铝合金超混杂复合材料层合板及其制备方法，兼顾玄武岩纤维增强树脂基复合材料和铝合金的优点，克服传统的热固性超混杂复合材料制造成本高、成形周期长的问题。本发明的超混杂复合材料层合板具有良好的界面粘接性能和力学性能，可以实现玄武岩纤维/热塑性树脂/铝合金三者的协同变形，并且可以使用连续冲压或者模压工艺生产零部件，使用这种超混杂复合材料板制备的零部件具有良好的力学性能。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种热塑性超混杂复合材料层合板，包括铝合金板1、玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料3及胶膜2。铝合金板1置于玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料3的上下表面，胶膜2置于铝合金板1和玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料3之间。

所述铝合金板1是厚度为0.1～0.5mm的2系列、5系列和6系列中的一种，并经过热处理、表面等离子处理或机械打磨处理、硅烷偶联剂化学处理。

所述胶膜2为热熔胶膜或结构胶。

所述热熔胶膜为聚烯烃类热熔胶薄膜或者同类型热塑性树脂压制的薄膜。所述结构胶主要为丙烯酸酯类结构胶。

所述玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料3是按照铺层设计对玄武岩纤维增强热塑性树脂预浸料进行叠加铺层得到的。

一种热塑性超混杂复合材料层合板的制备方法，包括下列步骤：

第一步：铝合金板表面处理

在50份重量的去离子水中，加入40～50份重量的无水乙醇，然后称取0～10份的偶联剂，并在16～25℃的温度下搅拌均匀制得溶液。

将裁剪好的铝合金板完全浸泡在溶液中，并在16～25℃的温度下放置12～36h取出，并放入烘箱中，在80～160℃下烘干0.5～2h。

所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)中的一种或多种的组合物。