[发明专利]一种GFRP/纸蜂窝复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种GFRP/纸蜂窝复合材料及其制备方法。本发明的玻璃纤维增强塑料/纸蜂窝复合材料，为层状结构，其包括顶层的纤维增强外层、中部的蜂窝层和底层的纤维增强外层，所述纤维增强外层与蜂窝层中的蜂窝孔形成封闭结构。本申请中的产品是将瓦楞纸涂刷上胶条后，进行粘接、人工切条并拉伸成型，拉伸完成后并进行烘干，随后将得到的纸蜂窝与玻璃纤维毡进行人工铺叠，并于表面喷涂聚氨酯后，放入模压设备中加热、加压得到的。本申请中的玻璃纤维增强塑料/纸蜂窝复合材料，可减轻汽车重量，是一种减少燃料消耗和气体排放的有效方法。

技术领域

本发明属于复合材料领域，涉及一种GFRP/纸蜂窝复合材料及其制备方法。

背景技术

为了进一步减轻汽车对环境的巨大压力，汽车行业对生产安全和轻型车辆提出了严格要求。研究表明，实现大幅减少燃料消耗和气体排放的有效方法之一是进行骑车的轻量化。汽车轻量化是指根据车辆安全和自身强度的首要任务下，最大限度地减少车辆重量，以满足减少排放和能源消耗的需求，并提高车辆的动力性能。汽车重量主要部分来自汽车的内部装饰，因此在材料和设计方面可以适当减少其重量。

随着材料和技术的发展，轻量化替代材料已成为主流。钢铁在车辆中的广泛使用导致车辆重量的增加，然而由于追求轻量型汽车，导致铝、镁合金和复合材料的研究和应用逐渐扩大。虽然铝、镁合金存在着一定的优势，但是由于铝合金变形后可修复性较差，限制了其进一步使用；由于镁合金成型工艺难度较大，目前还尚未大规模应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为现有的汽车轻量型的需求问题。为此，本发明提供了一种玻璃纤维增强塑料/纸蜂窝复合材料及其制备方法。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明的第一方面，提供了一种玻璃纤维增强塑料/纸蜂窝复合材料，所述的玻璃纤维增强塑料/纸蜂窝复合材料为层状结构，包括顶层的纤维增强外层、中部的蜂窝层和底层的纤维增强外层，所述纤维增强外层与蜂窝层中的蜂窝孔形成封闭结构。

优选地，所述的玻璃纤维增强塑料/纸蜂窝复合材料中，所述的纤维增强外层为玻璃纤维毡，所述的蜂窝层和所述的纤维增强外层之间通过粘结剂粘结。

优选地，所述的玻璃纤维毡是将连续的玻璃纤维单丝切割成30～50mm的短切丝，然后均匀分布于平面，使其无方向性，固定其成型形状，并混入粘结剂粘合而成的毡制品。

优选地，所述的玻璃纤维增强塑料/纸蜂窝复合材料中，所述的蜂窝层的芯层材料可为瓦楞纸。

优选地，所述的玻璃纤维增强塑料/纸蜂窝复合材料中，所述的蜂窝层是由在所述的瓦楞纸上涂刷胶条，通过粘接、切条、拉伸并烘干而成。

优选地，所述的蜂窝层的结构可为基于顶点的分层级多边形蜂窝结构或基于分形的分层级凹面蜂窝结构。

本发明的第二方面，提供了一种玻璃纤维增强塑料/纸蜂窝复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、首先将多个瓦楞纸涂刷上胶条，通过粘接、切条、拉伸成型，在一定的温度下进行烘干，得纸蜂窝；

步骤2、将步骤1所得的纸蜂窝与玻璃纤维毡进行人工铺叠，并将聚氨酯充分浸润玻璃纤维毡，并渗入纸蜂窝孔格内壁从而进行粘接；

步骤3、将步骤2得到的材料放入模压设备中在一定的温度下加热、保压一段时间后，即得一种玻璃纤维增强塑料/纸蜂窝复合材料。

优选地，所述的步骤1中的瓦楞纸的面密度为150～200g/m²，所述的温度为120～160℃，所述的烘干的时间为10～20min；所述的步骤2中的聚氨酯喷涂工作可进行固定，利用机器手臂送至喷涂室完成；所述的步骤3中，所述的温度在135℃～145℃，所述的保压的时间为100～120s。