CN102476488A - 一种非均匀高强度基板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种非均匀高强度基板及其制备方法，通过选用两种不同厚度的增强材料分别上胶，薄的增强材料多上胶，厚增强材料少上胶，上胶后在层压时将薄片放在最外层，而将极低上胶量的厚片叠放在中间，热压成型后所得到的介质基板内部含胶量极低，纤维含量可以达到90％，因此强度远远高于普通层压板。而介质基板外表面非常光滑、平整，可以达到介质基板的应用要求。
Description
【技术领域】
本发明涉及超材料领域，具体地涉及超材料基板的制备技术。
【背景技术】
超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而获得超出自然界固有的普通性质的超常材料功能。超材料的性质和功能主要来自于其内部的结构而非构成它们的材料，因此，为设计和合成超材料，人们进行了很多研究工作。2000年，加州大学的Smith等人指出周期性排列的金属线和开环共振器(SRR)的复合结构可以实现介电常数ε和磁导率μ同时为负的双负材料，也称左手材料。之后他们又通过在印刷电路板(PCB)上制作金属线和SRR复合结构实现了二维的双负材料。
目前超材料结构的实现主要还是以在PCB板上制作金属线完成，因此非均匀高强度基板材料的研究对超材料的发展至关重要。而现有市售的PCB基板一般都是用于PCB行业，对PCB基板的强度要求不太高，一般厚度都在2mm以下就可以完全满足绝缘和支撑等要求，因此市场上没有大于2mm且高强度的基板。而对于应用于如微波天线等领域的超材料，则需要大尺寸的超材料基板，在大尺寸的背景下，现有PCB基板的机械强度达不到要求。
【发明内容】
本发明为解决的上述技术问题，提供一种非均匀高强度基板及其制备方法。
本发明实现发明目的采用的技术方案是，一种非均匀高强度基板，包括增强材料，浸润在增强材料表面及内部的有机树脂胶，所述非均匀高强度基板由至少三层增强材料层叠而成，所述多层增强材料最上层和最下层的增强材料的厚度小于所述多层增强材料中间部分增强材料的厚度，所述多层增强材料最上层和最下层的增强材料层的有机树脂胶的厚度大于所述多层增强材料中间部分增强材料的有机树脂胶的厚度。
更好地，所述多层增强材料最上层和最下层的增强材料的厚度是所述多层增强材料中间部分增强材料的厚度的0.05～0.5倍。
优选地，所述增强材料为玻璃纤维、碳纤维或芳香族聚酰胺纤维。
优选地，所述有机树脂胶液为环氧树脂胶液、溴化环氧树脂胶液或环氧酚醛树脂胶液。
本发明还提供一种非均匀高强度基板的制备方法，包括以下步骤：
a.配制粘度较大的第一有机树脂胶液和粘度较小的第二有机树脂胶液，选择较厚的第一增强材料和较薄的第二增强材料备用；
b.将第一增强材料在第二有机树脂胶液中浸胶，烘干后得到第一半固化片，将第二增强材料在第一有机树脂胶液中浸胶，烘干后得到第二半固化片；
c.以第二半固化片作为最上层和最下层，第一半固化片作为中间层的顺序进行层叠，然后进行热压成型，得到非均匀高强度基板。
优选地，所述第一有机树脂胶液的浓度是第二有机树脂胶液的2-20倍。
优选地，第一增强材料的厚度为第二增强材料厚度的2-20倍。
优选地，通过控制上胶量和胶液浓度使所述第二固化片的固含量为40-50％，使所述第一固化片的固含量为10-15％。
优选地，所述增强材料为玻璃纤维、碳纤维或芳香族聚酰胺纤维。
优选地，所述有机树脂胶液为环氧树脂胶液、溴化环氧树脂胶液或环氧酚醛树脂胶液。
本发明提出了一种非均匀高强度基板及其制备方法，通过选用两种不同厚度的增强材料分别上胶，薄的增强材料多上胶，厚增强材料少上胶，上胶后在层压时将薄片放在最外层，而将极低上胶量的厚片叠放在中间，热压成型后所得到的基板内部含胶量极低，玻璃纤维含量可以达到90％，因此强度远远高于普通层压板。而基板外表面非常光滑、平整，以达到基板的应用要求。
【附图说明】
图1，实施例1非均匀高强度基板的内部结构图。
图2，实施例1非均匀高强度基板的层叠装配示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种非均匀高强度基板，其内部结构图参看附图1，包括5层玻璃纤维增强材料1，每层玻璃纤维增强材料的表面及内部均浸润有环氧树脂胶液2，其中，最上层和最下层的玻璃纤维增强材料1采用厚度为0.024mm的101型号的玻璃纤维布，中间各层的玻璃纤维材料1采用厚度为0.18mm的7629型号的玻璃纤维布。
本实施例非均匀高强度基板包括以下步骤：
a.配制粘度较大的第一环氧树脂胶液和粘度较小的第二环氧树脂胶液，采用厚度为0.024mm的101型号的玻璃纤维布作为第一增强材料，采用厚度为0.18mm的7629型号的玻璃纤维布作为第二增强材料备用；
b.将第一增强材料在第二环氧树脂胶液中浸胶，尽量地增加第一增强材料的上胶量，烘干后得到第一半固化片；将第二增强材料在第一环氧树脂胶液中浸胶，用计量辊严格控制第二增强材料的上胶量，上胶量越少越好，烘干后得到第二半固化片，其中，通过控制上胶量和胶液浓度使第二半固化片的固含量50％，使第一半固化片的固含量为15％；
c.以第二半固化片3作为最上层和最下层，第一半固化片4作为中间层的顺序进行层叠，其层叠装配示意图参看附图2，然后放入真空热压机进行热压成型，得到非均匀高强度基板。
实施例2
一种非均匀高强度基板，包括6层碳纤维材料，每层碳纤维材料的表面及内部均浸润有溴化环氧树脂胶液，其中，最上层和最下层的碳纤维布厚度为0.02mm，中间各层的碳纤维材料厚度为0.2mm。
本实施例非均匀高强度基板包括以下步骤：
a.配制粘度较大的第一溴化环氧树脂胶液和粘度较小的第二溴化环氧树脂胶液，采用厚度为0.02mm的碳纤维材料作为第一增强材料，采用厚度为0.2mm碳纤维材料作为第二增强材料备用；
b.将第一增强材料在第二溴化环氧树脂胶液中浸胶，尽量地增加第一增强材料的上胶量，烘干后得到第一半固化片；将第二增强材料在第一溴化环氧树脂胶液中浸胶，用计量辊严格控制第二增强材料的上胶量，上胶量越少越好，烘干后得到第二半固化片，其中，通过控制上胶量和胶液浓度使第二半固化片的固含量40％，使第一半固化片的固含量为10％；
c.以第二半固化片作为最上层和最下层，第一半固化片作为中间层的顺序进行层叠，然后放入真空热压机进行热压成型，得到非均匀高强度基板。
实施例3
一种非均匀高强度基板，包括8层芳纶布，每层芳纶布的表面及内部均浸润有环氧酚醛树脂胶液，其中，最上层和最下层的芳纶布的厚度为0.01mm，中间各层的芳纶布的厚度为0.1mm。
本实施例非均匀高强度基板包括以下步骤：
a.配制粘度较大的第一环氧酚醛树脂胶液和粘度较小的第二环氧酚醛树脂胶液，采用厚度为0.01mm的芳纶布作为第一增强材料，采用厚度为0.1mm芳纶布作为第二增强材料备用；
b.将第一增强材料在第二环氧酚醛树脂胶液中浸胶，尽量地增加第一增强材料的上胶量，烘干后得到第一半固化片；将第二增强材料在第一环氧酚醛树脂胶液中浸胶，用计量辊严格控制第二增强材料的上胶量，上胶量越少越好，烘干后得到第二半固化片，其中，通过控制上胶量和胶液浓度使第二半固化片的固含量40％，使第一半固化片的固含量为10％；
c.以第二半固化片作为最上层和最下层，第一半固化片作为中间层的顺序进行层叠，然后放入真空热压机进行热压成型，得到非均匀高强度基板。
本发明的非均匀高强度基板制备方法，通过选用两种不同厚度的增强材料分别上胶，薄的增强材料多上胶，厚增强材料少上胶，上胶后在层压时将薄片放在最外层，而将极低上胶量的厚片叠放在中间，热压成型后所得到的基板内部含胶量极低，纤维含量可以达到90％，因此强度远远高于普通层压板。而基板外表面非常光滑、平整，可以达到基板的应用要求。
在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。
Claims (10)
1.一种非均匀高强度基板，包括增强材料，浸润在增强材料表面及内部的有机树脂胶，其特征在于：所述非均匀高强度基板由至少三层增强材料层叠而成，所述多层增强材料最上层和最下层的增强材料的厚度小于所述多层增强材料中间部分增强材料的厚度，所述多层增强材料最上层和最下层的增强材料层的有机树脂胶的厚度大于所述多层增强材料中间部分增强材料的有机树脂胶的厚度。
2.根据权利要求1所述的非均匀高强度基板，其特征在于：所述多层增强材料最上层和最下层的增强材料的厚度是所述多层增强材料中间部分增强材料的厚度的0.05～0.5倍。
3.根据权利要求1所述的非均匀高强度基板，其特征在于：所述增强材料为玻璃纤维、碳纤维或芳香族聚酰胺纤维。
4.根据权利要求1所述的非均匀高强度基板，其特征在于：所述有机树脂胶液为环氧树脂胶液、溴化环氧树脂胶液或环氧酚醛树脂胶液。
5.一种非均匀高强度基板的制备方法，包括以下步骤：
a.配制粘度较大的第一有机树脂胶液和粘度较小的第二有机树脂胶液，选择较厚的第一增强材料和较薄的第二增强材料备用；
b.将第一增强材料在第二有机树脂胶液中浸胶，烘干后得到第一半固化片，将第二增强材料在第一有机树脂胶液中浸胶，烘干后得到第二半固化片；
c.以第二半固化片作为最上层和最下层，第一半固化片作为中间层的顺序进行层叠，然后进行热压成型，得到非均匀高强度基板。
6.根据权利要求5所述的非均匀高强度基板的制备方法，其特征在于：所述第一有机树脂胶液的浓度是第二有机树脂胶液的2-20倍。
7.根据权利要求5所述的非均匀高强度基板的制备方法，其特征在于：第一增强材料的厚度为第二增强材料厚度的2-20倍。
8.根据权利要求5所述的非均匀高强度基板的制备方法，其特征在于：通过控制上胶量和胶液浓度使所述第二固化片的固含量为40-50％，使所述第一固化片的固含量为10-15％。
9.根据权利要求6所述的非均匀高强度基板的制备方法，其特征在于：所述增强材料为玻璃纤维、碳纤维或芳香族聚酰胺纤维。
10.根据权利要求6所述的非均匀高强度基板的制备方法，其特征在于：所述有机树脂胶液为环氧树脂胶液、溴化环氧树脂胶液或环氧酚醛树脂胶液。
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| CN110792460A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-14 | 神华神东煤炭集团有限责任公司 | 一种液压支架护帮板及其制备方法 |
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| CN101175634A (zh) * | 2005-04-18 | 2008-05-07 | 欧文斯科宁知识产权资产有限公司 | 阻燃层压板 |
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- 2011-07-29 CN CN2011102163052A patent/CN102476488A/zh active Pending
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