CN104325757A - 一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用途 - Google Patents

一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用途 Download PDF

Info

Publication number
CN104325757A
CN104325757A CN201310309899.0A CN201310309899A CN104325757A CN 104325757 A CN104325757 A CN 104325757A CN 201310309899 A CN201310309899 A CN 201310309899A CN 104325757 A CN104325757 A CN 104325757A
Authority
CN
China
Prior art keywords
epoxy resin
carbon
reinforced epoxy
parts
fibre reinforced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310309899.0A
Other languages
English (en)
Inventor
杨桂生
刘明昌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Genius Advanced Materials Group Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Genius Advanced Materials Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Genius Advanced Materials Group Co Ltd filed Critical Shanghai Genius Advanced Materials Group Co Ltd
Priority to CN201310309899.0A priority Critical patent/CN104325757A/zh
Publication of CN104325757A publication Critical patent/CN104325757A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
    • B32B9/007—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile comprising carbon, e.g. graphite, composite carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/38—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising epoxy resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/06—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/72—Cured, e.g. vulcanised, cross-linked
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/212—Electromagnetic interference shielding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/302—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/308—Heat stability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/712—Weather resistant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2363/00—Epoxy resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/04—Insulators

Abstract

本发明属于高分子复合材料技术领域，涉及一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用途。该复合材料由包含以下重量份的组分制成：100份环氧树脂、8～120份固化剂、0～1.5份促进剂、160～500份碳纤维和230～510份夹芯材料。本发明中选择了碳纤维增强环氧树脂预浸料作为复合材料的外层材料，热塑性塑料作为夹芯材料，通过热压成型，制备笔记本外壳用碳纤维增强复合材料。制得的复合材料具有成本低、质量轻、厚度薄、强度高、耐候性好、散热快、屏蔽好等突出优点。

Description

一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，涉及一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法。
背景技术
笔记本电脑的外壳既是保护机体的最直接的方式，也是影响其散热效果、“体重”、美观度的重要因素。笔记本电脑常见的外壳用料有：合金外壳有铝镁合金与钛合金、塑料外壳有碳纤维增强塑料复合材料、玻璃纤维增强塑料复合材料、聚碳酸酯（PC）和PC/ABS合金材料（聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料共聚物合金材料）等。
虽然铝镁合金质质量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，可以高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔及电磁屏蔽和散热的要求，但是坚固耐磨性差，成本较高；钛合金材料散热、强度、表面质感都优于铝镁合金材质，而且具有更强的韧性，可以超薄化，但是唯一的缺点就是必须通过焊接等复杂的加工程序，从而衍生出可观的成本，因此十分昂贵；工程塑料PC、PC/ABS合金是笔记本电脑外壳最常用的材质，PC/ABS既具有PC树脂的优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性能，又具有ABS树脂优良的加工流动性，应用在笔记本电脑外壳等薄壁及复杂形状制品上，可以保持其优异的性能，但是，PC、PC/ABS制造的笔记本电脑外壳具有质量较重，强度较差，导热性能差等缺点；玻璃纤维增强PC复合材料，具有极好力学性能、高的耐热性和好的尺寸稳定性，增强PC可极大地提高对环境的抗腐蚀性，其散热性能也比PC/ABS合金材料较好，热量分散比较均匀，但是PC加工粘度较高，不易加工。
连续碳纤维与热固性的环氧树脂复合而成的笔记本电脑外壳，具有质量轻、厚度薄、强度高、耐候性好、散热快、屏蔽好等突出优点，但是碳纤维的缺点是成本较高，成型没有ABS外壳容易。现在利用先进的加工技术，可以先成型外壳后再进行模内注射，将塑料结构件附着在成型好的碳纤维外壳内表面。在本发明中，在碳纤维增强环氧树脂复合材料间添加夹芯材料，不仅可以大大降低成本，还可以提高复合材料的刚性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述笔记本电脑外壳现有技术存在的缺陷而提供一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，由包含以下重量份的组分制成：
所述的环氧树脂为缩水甘油醚型、缩水甘油酯型或缩水甘油胺型环氧树脂，优选AG-80、AFG-90、E-20、E-31、E-44、E-51、F-44、F-46、F-51和TDE-85中的一种或一种以上。
所述的固化剂为胺类固化剂或酸酐类固化剂，优选双氰胺（二氰二氨，DICY或DCD）、三氟化硼单乙胺、间苯二胺（MPDA）、二氨基二苯甲烷（DDM）、4,4'-二氨基二苯砜（DDS）、甲基纳迪克酸酐、十二烷基琥珀酸酐或甲基六氢邻苯二甲酸酐。
所述的固化剂重量份数优选为0.5～1.5份。
所述的促进剂为咪唑类或季铵盐类促进剂，优选2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、苄基三乙基氯化铵。
所述的碳纤维为单向碳纤维或碳纤维织物。
所述的夹芯材料为极性热塑性塑料板，优选马来酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚甲基丙烯酰亚胺、聚氯乙烯、聚酰胺、热塑性聚氨酯及其发泡材料板。
一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将100份环氧树脂、8～120份固化剂和0～1.5份促进剂混合均匀，制备树脂膜，采用常规技术树脂膜熔融浸渍法，将树脂膜与160～500份碳纤维热熔覆合，制备碳纤维增强环氧树脂预浸料；
（2）根据笔记本外壳尺寸的要求，将（1）中的碳纤维增强环氧树脂预浸料和230～510份夹芯材料板裁剪，按照碳纤维增强环氧树脂预浸料、夹芯材料和碳纤维增强环氧树脂预浸料的顺序从上到下铺叠；
（3）将步骤（2）中铺叠好的碳纤维增强环氧树脂预浸料和夹芯材料板放入模具，然后在平板硫化机中热压固化成型，制得复合材料板；
（4）将上述步骤（3）固化好的复合材料板温度在冷压下降至室温，脱模，再将制得的复合材料板裁剪、修边，即得笔记本外壳用碳纤维增强复合材料。
所述的步骤（2）中，夹芯材料板上下两侧分别为两层单向碳纤维增强环氧树脂预浸料，且同侧的两层单向碳纤维增强环氧树脂预浸料间为0°/90°铺层；
所述的步骤（2）中，夹芯材料板上下两侧为单层的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料。
所述的步骤（3）中热压固化成型条件为：固化压力为0～5MPa，优选1～5MPa，固化温度为120～180℃，固化时间为10min～10h；
所述的步骤（4）中冷压条件为：冷压压力3～6MPa，冷压时间10～30min。
一种上述碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料在笔记本电脑外壳方面的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
（1）本发明中选择了碳纤维增强环氧树脂预浸料作为复合材料的外层材料，热塑性塑料作为夹芯材料，通过热压成型，制备笔记本外壳用碳纤维增强复合材料。制得的复合材料具有成本低、质量轻、厚度薄、强度高、耐候性好、散热快、屏蔽好等突出优点。
（2）选择热塑性塑料作为夹芯材料，不仅可以提高复合材料的刚性，还可以降低复合材料的成本。
附图说明
图1、图2为本发明实施例中笔记本外壳用碳纤维增强复合材料中各材料的铺层顺序示意图。
附图标注：
1碳纤维方向沿着复合材料长方向铺层的单向碳纤维增强环氧树脂预浸料，
2碳纤维方向沿着复合材料宽方向铺层的单向碳纤维增强环氧树脂预浸料，
3夹芯材料板，
4碳纤维织物增强环氧树脂预浸料。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）将55份环氧树脂E-44、20份环氧树脂F-44、25份环氧树脂E-20、8份固化剂双氰胺和0.5份促进剂2-甲基咪唑混合均匀，制备成树脂膜，采用常规技术树脂膜熔融浸渍法，将树脂膜与160份碳纤维织物热熔覆合，制备碳纤维增强环氧树脂预浸料4；
（2）根据笔记本外壳的尺寸，将（1）中的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4和230份甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯发泡夹芯材料板3裁剪，并按照图2的铺叠顺序，在甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯发泡夹芯材料板3上下两侧各铺一层碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4；
（3）将步骤（2）中铺叠好的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料和夹芯材料板放入模具，然后在平板硫化机中热压固化成型，热压固化成型条件为：120℃下固化10min，不施加压力，然后在150℃、2.5MPa下固化1.5h，制得厚度为0.80mm的复合材料板；
（4）将上述步骤（3）固化好的复合材料板温度在3MPa压力下冷却10min至室温，脱模，再将制得的复合材料板裁剪、修边，即得笔记本外壳用碳纤维增强复合材料，其力学性能如表1所示。
实施例2
（1）将60份环氧树脂E-31、15份环氧树脂E-51、25份环氧树脂F-51和22.2份固化剂三氟化硼单乙胺混合均匀，制备成树脂膜，采用常规技术树脂膜熔融浸渍法，将树脂膜与227份碳纤维织物热熔覆合，制备碳纤维增强环氧树脂预浸料；
（2）根据笔记本外壳的尺寸，将（1）中的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4和453份聚酰胺发泡夹芯材料板3裁剪，并按照图2的铺叠顺序，在聚酰胺发泡夹芯材料板3上下两侧各铺一层碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4；
（3）将步骤（2）中铺叠好的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料和夹芯材料板放入模具，然后在平板硫化机中热压固化成型，热压固化成型条件为：120℃下固化20min，不施加压力，然后在160℃、3.0MPa下固化1.0h，制得厚度为1.20mm的复合材料板；
（4）将上述步骤（3）固化好的复合材料板温度在3MPa压力下冷却15min至室温，脱模，再将制得的复合材料板裁剪、修边，即得笔记本外壳用碳纤维增强复合材料，其力学性能如表1所示。
实施例3
（1）将50份环氧树脂E-51、50份环氧树脂E-20和22.2份固化剂4,4'-二氨基二苯砜混合均匀，制备成树脂膜，采用常规技术树脂膜熔融浸渍法，将树脂膜与226份碳纤维织物热熔覆合，制备碳纤维增强环氧树脂预浸料；
（2）根据笔记本外壳的尺寸，将（1）中的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4和445份聚氯乙烯发泡夹芯材料板3裁剪，并按照图2的铺叠顺序，在聚氯乙烯发泡夹芯材料板3上下两侧各铺一层碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4；
（3）将步骤（2）中铺叠好的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料和夹芯材料板放入模具，然后在平板硫化机中热压固化成型，热压固化成型条件为：130℃、1.0MPa下固化30min，然后在180℃、5.0MPa下固化5.0h，制得厚度为1.45mm的复合材料板；
（4）将上述步骤（3）固化好的复合材料板温度在3MPa压力下冷却20min至室温，脱模，再将制得的复合材料板裁剪、修边，即得笔记本外壳用碳纤维增强复合材料，其力学性能如表1所示。
实施例4
（1）将70份环氧树脂E-20、30份环氧树脂TDE-85、64份固化剂甲基纳迪克酸酐和0.75份促进剂苄基三乙基氯化铵混合均匀，制备成树脂膜，采用常规技术树脂膜熔融浸渍法，将树脂膜与330份碳纤维织物热熔覆合，制备碳纤维增强环氧树脂预浸料；
（2）根据笔记本外壳的尺寸，将（1）中的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4和447份甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯发泡夹芯材料板3裁剪，并按照图2的铺叠顺序，在甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯发泡夹芯材料板3上下两侧各铺一层碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4；
（3）将步骤（2）中铺叠好的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料和夹芯材料板放入模具，然后在平板硫化机中热压固化成型，热压固化成型条件为：120℃下固化10min，不施加压力，然后在160℃、2.0MPa下固化1.5h，制得厚度为1.60mm的复合材料板；
（4）将上述步骤（3）固化好的复合材料板温度在3MPa压力下冷却30min至室温，脱模，再将制得的复合材料板裁剪、修边，即得笔记本外壳用碳纤维增强复合材料，其力学性能如表1所示。
实施例5
（1）将90份环氧树脂TDE-85、10份环氧树脂AG-80、22.8份固化剂间苯二胺混合均匀，制备成树脂膜，采用常规技术树脂膜熔融浸渍法，将树脂膜与228份单向碳纤维热熔覆合，制备碳纤维增强环氧树脂预浸料；
（2）根据笔记本外壳的尺寸，将（1）中的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4和380份聚酰胺发泡夹芯材料板3裁剪，并按照图1的铺叠顺序，在聚酰胺发泡夹芯材料板3上下两侧均为两层预浸料，为0°/90°铺层；
（3）将步骤（2）中铺叠好的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料和夹芯材料板放入模具，然后在平板硫化机中热压固化成型，热压固化成型条件为：120℃下固化20min，不施加压力，然后在175℃、2.0MPa下固化10h，制得厚度为1.00mm的复合材料板；
（4）将上述步骤（3）固化好的复合材料板温度在3MPa压力下冷却30min至室温，脱模，再将制得的复合材料板裁剪、修边，即得笔记本外壳用碳纤维增强复合材料，其力学性能如表1所示。
实施例6
（1）将35份环氧树脂E-51、65份环氧树脂E-20、52份固化剂甲基六氢邻苯二甲酸酐和1.5份促进剂2-乙基-4-甲基咪唑混合均匀，制备成树脂膜，采用常规技术树脂膜熔融浸渍法，将树脂膜与285份单向碳纤维热熔覆合，制备碳纤维增强环氧树脂预浸料；
（2）根据笔记本外壳的尺寸，将（1）中的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4和411份马来酸酐接枝聚丙烯发泡夹芯材料板3裁剪，并按照图1的铺叠顺序，在马来酸酐接枝聚丙烯发泡夹芯材料板3上下两侧均为两层预浸料，为0°/90°铺层；
（3）将步骤（2）中铺叠好的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料和夹芯材料板放入模具，然后在平板硫化机中热压固化成型，热压固化成型条件为：120℃下固化10min，不施加压力，然后在160℃、3.0MPa下固化6.0h，制得厚度为1.30mm的复合材料板；
（4）将上述步骤（3）固化好的复合材料板温度在3MPa压力下冷却30min至室温，脱模，再将制得的复合材料板裁剪、修边，即得笔记本外壳用碳纤维增强复合材料，其力学性能如表1所示。
实施例7
（1）将80份环氧树脂TDE-85、20份环氧树脂E-51、38.8份固化剂二氨基二苯甲烷混合均匀，制备成树脂膜，采用常规技术树脂膜熔融浸渍法，将树脂膜与258份单向碳纤维热熔覆合，制备碳纤维增强环氧树脂预浸料；
（2）根据笔记本外壳的尺寸，将（1）中的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4和370份马来酸酐接枝聚乙烯发泡夹芯材料板3裁剪，并按照图1的铺叠顺序，在马来酸酐接枝聚乙烯发泡夹芯材料板3上下两侧均为两层预浸料，为0°/90°铺层；
（3）将步骤（2）中铺叠好的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料和夹芯材料板放入模具，然后在平板硫化机中热压固化成型，热压固化成型条件为：120℃、1.0MPa下固化30min，不施加压力，然后在170℃、2.5MPa下固化3.0h，制得厚度为1.55mm的复合材料板；
（4）将上述步骤（3）固化好的复合材料板温度在3MPa压力下冷却30min至室温，脱模，再将制得的复合材料板裁剪、修边，即得笔记本外壳用碳纤维增强复合材料，其力学性能如表1所示。
实施例8
（1）将100份环氧树脂F-46、120份固化剂十二烷基琥珀酸酐和1.0份促进剂2-乙基-4-甲基咪唑混合均匀，制备成树脂膜，采用常规技术树脂膜熔融浸渍法，将树脂膜与500份单向碳纤维热熔覆合，制备碳纤维增强环氧树脂预浸料；
（2）根据笔记本外壳的尺寸，将（1）中的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4和510份热塑性聚氨酯发泡夹芯材料板3裁剪，并按照图1的铺叠顺序，在热塑性聚氨酯发泡夹芯材料板3上下两侧均为两层预浸料，为0°/90°铺层；
（3）将步骤（2）中铺叠好的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料和夹芯材料板放入模具，然后在平板硫化机中热压固化成型，热压固化成型条件为：120℃下固化30min，不施加压力，然后在180℃、4.5MPa下固化2.0h，制得厚度为1.60mm的复合材料板；
（4）将上述步骤（3）固化好的复合材料板温度在5MPa压力下冷却30min至室温，脱模，再将制得的复合材料板裁剪、修边，即得笔记本外壳用碳纤维增强复合材料，其力学性能如表1所示。
将制得的碳纤维增强环氧树脂复合材料板材弯曲性能按照GB/T1449-2005测试，层间剪切强度按照GB/T1450.1-2005测试，测试结果见表1。
实施例9
（1）将70份环氧树脂TDE-85、30份环氧树脂AFG-90、42.8份固化剂二氨基二苯甲烷混合均匀，制备成树脂膜，采用常规技术树脂膜熔融浸渍法，将树脂膜与333份单向碳纤维热熔覆合，制备碳纤维增强环氧树脂预浸料；
（2）根据笔记本外壳的尺寸，将（1）中的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料4和451份马来酸酐接枝聚乙烯发泡夹芯材料板3裁剪，并按照图1的铺叠顺序，在马来酸酐接枝聚乙烯发泡夹芯材料板3上下两侧均为两层预浸料，为0°/90°铺层；
（3）将步骤（2）中铺叠好的碳纤维织物增强环氧树脂预浸料和夹芯材料板放入模具，然后在平板硫化机中热压固化成型，热压固化成型条件为：120℃、1.0MPa下固化30min，不施加压力，然后在170℃、2.5MPa下固化3.0h，制得厚度为1.55mm的复合材料板；
（4）将上述步骤（3）固化好的复合材料板温度在3MPa压力下冷却30min至室温，脱模，再将制得的复合材料板裁剪、修边，即得笔记本外壳用碳纤维增强复合材料，其力学性能如表1所示。
表1
本发明中选择了碳纤维增强环氧树脂预浸料作为复合材料的外层材料，热塑性塑料作为夹芯材料，通过热压成型，制备笔记本外壳用碳纤维增强复合材料。制得的复合材料具有成本低、质量轻、厚度薄、强度高、耐候性好、散热快、屏蔽好等突出优点。从表1中实施例1～9可以看出，选择环氧树脂、固化剂、促进剂与碳纤维制备碳纤维增强环氧树脂预浸料，再用碳纤维增强环氧树脂预浸料作为复合材料的外层材料，热塑性塑料作为夹芯材料，通过热压成型，制备笔记本外壳用碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料。制得的复合材料具有较高的弯曲强度和弯曲模量，而且层间剪切强度也反映出夹芯材料与碳纤维增强环氧树脂复合材料间的粘结作用效果较好。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：由包含以下重量份的组分制成：
2.根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：所述的环氧树脂为缩水甘油醚型、缩水甘油酯型或缩水甘油胺型环氧树脂，优选AG-80、AFG-90、E-20、E-31、E-44、E-51、F-44、F-46、F-51和TDE-85中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：所述的固化剂为胺类固化剂或酸酐类固化剂，优选双氰胺、三氟化硼单乙胺、间苯二胺、二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二苯砜、甲基纳迪克酸酐、十二烷基琥珀酸酐或甲基六氢邻苯二甲酸酐。
4.根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：所述的固化剂重量份数优选为0.5～1.5份。
5.根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：所述的促进剂为咪唑类或季铵盐类促进剂，优选2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑或苄基三乙基氯化铵。
6.根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：所述的碳纤维为单向碳纤维或碳纤维织物。
7.根据权利1所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：所述的夹芯材料为极性热塑性塑料板，优选马来酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚甲基丙烯酰亚胺、聚氯乙烯、聚酰胺、热塑性聚氨酯及其发泡材料板中的一种。
8.一种权利要求1～6中任一所述碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将100份环氧树脂、8～120份固化剂和0～1.5份促进剂混合均匀，制备树脂膜，采用常规技术树脂膜熔融浸渍法，将树脂膜与160～500份碳纤维热熔覆合，制备碳纤维增强环氧树脂预浸料；
（2）根据笔记本外壳尺寸的要求，将（1）中的碳纤维增强环氧树脂预浸料和230～510份夹芯材料板裁剪，并按照图1或图2的铺叠顺序铺叠，当选择单向碳纤维增强环氧树脂预浸料时，夹芯材料板上下两侧均为两层预浸料，为0°/90°铺层；当选择碳纤维织物增强环氧树脂预浸料时，夹芯材料板上下两侧为单层预浸料；
（3）将步骤（2）中铺叠好的碳纤维增强环氧树脂预浸料和夹芯材料板放入模具，然后在平板硫化机中热压固化成型，制得复合材料板；
（4）将上述步骤（3）固化好的复合材料板温度在冷压下降至室温，脱模，再将制得的复合材料板裁剪、修边，即得笔记本外壳用碳纤维增强复合材料。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3）中热压固化成型条件为：固化压力为0～5MPa，优选1～5MPa，固化温度为120～180℃，固化时间为10min～10h；
或所述的步骤（4）中冷压条件为：冷压压力3～6MPa，冷压时间10～30min。
10.一种权利要求1-7中任一项所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料在笔记本电脑外壳方面的应用。
CN201310309899.0A 2013-07-22 2013-07-22 一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用途 Pending CN104325757A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310309899.0A CN104325757A (zh) 2013-07-22 2013-07-22 一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310309899.0A CN104325757A (zh) 2013-07-22 2013-07-22 一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用途

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104325757A true CN104325757A (zh) 2015-02-04

Family

ID=52400621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310309899.0A Pending CN104325757A (zh) 2013-07-22 2013-07-22 一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104325757A (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105349111A (zh) * 2015-11-24 2016-02-24 苏州市相城区明达复合材料厂 一种新型导热材料
CN105799246A (zh) * 2016-03-23 2016-07-27 江苏澳盛复合材料科技有限公司 高阻燃低翘曲碳纤维片材及其制备工艺
CN106832752A (zh) * 2017-01-05 2017-06-13 厦门复晟复合材料有限公司 一种碳纤维环氧树脂预浸料
CN106903960A (zh) * 2017-02-23 2017-06-30 江苏澳盛复合材料科技有限公司 一种用于电子产品保护外壳的碳纤维板材及其制备方法
CN107032658A (zh) * 2017-06-07 2017-08-11 国电联合动力技术有限公司 一种碳纤维复合材料及其制备方法
CN107665015A (zh) * 2017-10-09 2018-02-06 河南工学院 笔记本电脑、笔记本电脑外壳及其制造方法
CN108036123A (zh) * 2018-01-03 2018-05-15 江苏澳盛复合材料科技有限公司 一种碳纤维玻璃纤维混杂复合管及其制备方法
CN109486108A (zh) * 2018-10-16 2019-03-19 徐致伟 一种耐高温绝缘材料及其制备方法
CN110105665A (zh) * 2019-05-17 2019-08-09 洛阳理工学院 一种热固/热塑共聚型复合泡沫及其制备方法和应用
CN110450488A (zh) * 2019-07-31 2019-11-15 山东大学 一种具有高电磁屏蔽性能的不同堆叠层碳纤维布/tpu复合材料的制备方法
CN110545994A (zh) * 2017-03-19 2019-12-06 沙特基础工业全球技术公司 薄高刚度层压材料、包括其的便携电子装置外壳及制备层压材料和便携电子装置外壳的方法
CN111592435A (zh) * 2020-05-20 2020-08-28 内蒙古大学 一种轻质速燃材料的制备方法
CN112629324A (zh) * 2020-11-12 2021-04-09 湖南欧亚碳纤维复合材料有限公司 一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺
CN113442362A (zh) * 2021-06-18 2021-09-28 澳蓝（福建）实业有限公司 一种高分子间接蒸发芯体的加工方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1946780A (zh) * 2004-02-27 2007-04-11 东丽株式会社 碳纤维增强复合材料用环氧树脂组合物、预浸料坯、一体化成型品、纤维增强复合材料板及电气·电子设备用外壳
CN101532253A (zh) * 2008-03-12 2009-09-16 比亚迪股份有限公司 碳纤维复合材料制品及其制造方法
CN102049895A (zh) * 2009-10-28 2011-05-11 瑞鸿复材企业股份有限公司 连续性纤维积层板及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1946780A (zh) * 2004-02-27 2007-04-11 东丽株式会社 碳纤维增强复合材料用环氧树脂组合物、预浸料坯、一体化成型品、纤维增强复合材料板及电气·电子设备用外壳
CN101532253A (zh) * 2008-03-12 2009-09-16 比亚迪股份有限公司 碳纤维复合材料制品及其制造方法
CN102049895A (zh) * 2009-10-28 2011-05-11 瑞鸿复材企业股份有限公司 连续性纤维积层板及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
上海树脂厂编: "《环氧树脂》", 31 March 1971, 上海人民出版社 *
李子东等编著: "《现代胶粘技术手册》", 31 January 2002 *
梁军等编著: "《三维编织复合材料力学性能分析方法》", 31 March 2014 *
梁振海主编: "《真空电子器件化学》", 31 March 1995 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105349111A (zh) * 2015-11-24 2016-02-24 苏州市相城区明达复合材料厂 一种新型导热材料
CN105799246A (zh) * 2016-03-23 2016-07-27 江苏澳盛复合材料科技有限公司 高阻燃低翘曲碳纤维片材及其制备工艺
CN106832752A (zh) * 2017-01-05 2017-06-13 厦门复晟复合材料有限公司 一种碳纤维环氧树脂预浸料
CN106903960A (zh) * 2017-02-23 2017-06-30 江苏澳盛复合材料科技有限公司 一种用于电子产品保护外壳的碳纤维板材及其制备方法
CN110545994A (zh) * 2017-03-19 2019-12-06 沙特基础工业全球技术公司 薄高刚度层压材料、包括其的便携电子装置外壳及制备层压材料和便携电子装置外壳的方法
CN107032658A (zh) * 2017-06-07 2017-08-11 国电联合动力技术有限公司 一种碳纤维复合材料及其制备方法
CN107665015B (zh) * 2017-10-09 2019-07-02 河南工学院 笔记本电脑、笔记本电脑外壳及其制造方法
CN107665015A (zh) * 2017-10-09 2018-02-06 河南工学院 笔记本电脑、笔记本电脑外壳及其制造方法
CN108036123A (zh) * 2018-01-03 2018-05-15 江苏澳盛复合材料科技有限公司 一种碳纤维玻璃纤维混杂复合管及其制备方法
CN109486108A (zh) * 2018-10-16 2019-03-19 徐致伟 一种耐高温绝缘材料及其制备方法
CN110105665A (zh) * 2019-05-17 2019-08-09 洛阳理工学院 一种热固/热塑共聚型复合泡沫及其制备方法和应用
CN110450488A (zh) * 2019-07-31 2019-11-15 山东大学 一种具有高电磁屏蔽性能的不同堆叠层碳纤维布/tpu复合材料的制备方法
CN111592435A (zh) * 2020-05-20 2020-08-28 内蒙古大学 一种轻质速燃材料的制备方法
CN111592435B (zh) * 2020-05-20 2022-02-18 内蒙古大学 一种轻质速燃材料的制备方法
CN112629324A (zh) * 2020-11-12 2021-04-09 湖南欧亚碳纤维复合材料有限公司 一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺
CN113442362A (zh) * 2021-06-18 2021-09-28 澳蓝（福建）实业有限公司 一种高分子间接蒸发芯体的加工方法
CN113442362B (zh) * 2021-06-18 2022-12-09 澳蓝（福建）实业有限公司 一种高分子间接蒸发芯体的加工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104325757A (zh) 一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用途
CN104325756A (zh) 一种笔记本外壳用碳纤维增强复合材料及其制备方法
JP6966848B2 (ja) 補強材を有する複合構造体及びその製造方法
CN102848622B (zh) 一种具有pmi泡沫芯材的夹芯材料及其制备方法
CN105563970A (zh) 一种具有pmi夹芯的复合材料结构体及其制备方法和应用
EP3192651A1 (en) Composite laminated article and manufacture thereof
CN103273662B (zh) 低热膨胀碳纤维增强树脂基复合材料模具的制备方法
CN100418720C (zh) 一种液态成型复合材料预成型体的制备方法
CN103237646A (zh) 金属复合体的制造方法以及电子设备壳体
Holmes High volume composites for the automotive challenge
CN101842230A (zh) 复合材料层压制品和其制造
CN106349650A (zh) 环氧树脂组合物及制备方法、预浸料及复合材料制备方法
CN106113738A (zh) 夹层结构复合材料及其制备方法
CN104385627A (zh) 带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料及制备方法
CN110757722B (zh) 一种热塑性连续纤维增强复合材料制件的成型方法
CN110077076B (zh) 一种可整体回收的聚酯泡沫夹芯复合板及其闭环生产工艺
CN110435182A (zh) 一种连续纤维增强热塑性复合材料制件的快速成型工艺
CN107310082A (zh) 制作航空旅客座椅用碳纤维复合材料制件的方法
Galati et al. A finite element approach for the prediction of the mechanical behaviour of layered composites produced by Continuous Filament Fabrication (CFF)
CN207128360U (zh) 一种夹芯复合材料
CN101422973A (zh) 具有双稳定构型的混杂复合材料层板
Ball et al. Development of an epoxy carbon fiber reinforced roof frame using the high pressure resin transfer molding (HP-RTM) process
Du et al. Flow simulation and optimization of the car bumper beam by VARTM process
CN101733889A (zh) 热塑性聚酰亚胺基复合材料结构件-口盖的制备方法
CN103682649A (zh) 一种新型卫星天线以及用于新型卫星天线的复合材料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150204

RJ01 Rejection of invention patent application after publication