CN106541640A - 一种电气机房壳体用复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了及一种电气机房壳体用复合材料及其制备方法，本发明提供的电气机房壳体用复合材料，通过在金属层粘结玄武岩纤维层，然后再在玄武岩纤维层上复合树脂层，使得得到的复合材料能够适应发热量大的电器设备，同时，其电磁屏蔽性能好。

Description

一种电气机房壳体用复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种电气机房壳体用复合材料及其制备方法。
背景技术
目前随着高铁的迅猛发展及城市现代化建设的加快，对电气设备机房壳体用材料性能的要求也越来越高。并且随着各类通信、控制电气设备精密程度的越来越高，电器机房的设备也变得非常容易受到电磁干扰的威胁，并且静电可能对产生电气设备造成严重的损害。因此对电气机房壳体材料提出了更高的要求。
传统的应用于电气机房的壳体材料多采用金属或SMC复合材料，但是金属壳体缺点在于易产生表面静电，且容易锈蚀。而SMC复合材料用于电气机房的壳体材料虽然表面不产生静电，但是对极限环境如高海拔以及高温或低温适应性差，而且该复合材料的电磁屏蔽性差，容易使设备受到电磁干扰，因此，寻求一种耐温性好，且电磁屏蔽性能好的电气机房用壳体材料是目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种电气机房壳体用复合材料及其制备方法，本发明提供的复合材料具有很好的电磁屏蔽性能，且耐温性能好。
本发明提供了一种电器机房壳体用复合材料，包括：
金属网层，
复合于金属网层上的玄武岩纤维层，
复合于玄武岩纤维层上的树脂层。
优选的，所述金属网层的材质为不锈钢、铝和铜中的一种或几种。
优选的，所述金属网层的网眼大小为20～100目。
优选的，所述金属网层的厚度为小于等于2.5毫米。
优选的，所述玄武岩纤维层的材质为经纱密度为10-300根/cm2的玄武岩纤维布。
优选的，所述玄武岩纤维布的编织组织结构为斜纹、平纹或缎纹。
优选的，所述树脂层中的树脂由环氧树脂和辅剂组成。
优选的，所述树脂层上还设置有着色层。
本发明还提供了一种本发明所述的复合材料的制备方法，包括：
在金属网层上粘合玄武岩纤维层；
在所述玄武岩纤维层上复合树脂层；
将复合树脂层的复合材料进行熟化处理；
将熟化处理的复合材料固化成型。
优选的，所述熟化处理的温度为30～60℃，所述熟化处理的时间为10～24小时。
与现有技术相比，本发明提供了一种电气机房壳体用复合材料，本发明提供的复合材料，通过在金属层粘结玄武岩纤维层，然后再在玄武岩纤维层上复合树脂层，使得得到的复合材料能够适应发热量大的电器设备，同时，其电磁屏蔽性能好，实验结果表明，在频率为500MHz时电磁屏蔽效能可达45dB；在频率为1GHz时电磁屏蔽效能可达75dB。
附图说明
图1为本发明所述的电器机房壳体用复合材料的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种电器机房壳体用复合材料，包括：
金属网层，
复合于金属网层上的玄武岩纤维层，
复合于玄武岩纤维层上的树脂层。
按照本发明，所述金属网层的材质优选为不锈钢、铝和铜中的一种或几种；所述金属网层的网眼的大小优选为20～100目，更优选为30～60目，最优选为40～50目。所述金属网层的厚度优选为小于等于2.5毫米，更优选为0.1～0.5毫米，最优选为0.15～0.25毫米。
所述玄武岩纤维层的材质优选为经纱密度为10-300根/cm2的玄武岩纤维布，更优选为经纱密度为20-200根/cm2的玄武岩纤维布，最优选为经纱密度为30-100根/cm2的玄武岩纤维布，最优选为经纱密度为50-80根/cm2的玄武岩纤维布；所述玄武岩纤维布的编织方式优选为斜纹编织、平纹编织或缎纹编织。
所述树脂层中的树脂由环氧树脂和辅剂组成，本发明对环氧树脂的来源没有特殊要求，本领域公知的可用于复合材料的树脂均可，所述辅料优选为金属短纤维、填料、降粘剂、引发剂、脱模剂和增稠剂中的一种或几种；所述金属短纤维的材质优选为不锈钢、碳钢、铸铁、铜、铝、镍或铁铬铝合金；所述填料优选为石英硅微粉或石英粉，所述降粘剂优选为S-3203降粘剂或聚醚多元醇；所述引发剂优选为过氧化苯甲酰；所述脱模剂优选为水性硬脂酸盐或wp39450脱模剂(微谱化工)；所述增稠剂优选为TH-20；所述树脂中，环氧树脂的含量优选为25～50重量份，更优选为30～45重量份，最优选为35～40重量份；所述金属短纤维优选为2～10重量份，更优选为3～8重量份，最优选5～6重量份；所述填料优选为40～60重量份，更优选为45～55重量份，最优选为48～50重量份；所述降粘剂优选为1～6重量份，更优选为2～5重量份，最优选为3～4重量份；所述引发剂优选为0.2～1重量份，更优选为0.4～0.8重量份，最优选为0.5～0.6重量份；所述脱模剂优选为2～5重量份，优选为3～4重量份，所述增稠剂优选为0.2～1重量份，更优选为0.4～0.8重量份，最优选为0.5～0.6重量份。
按照本发明，本发明所述的复合材料中，所述树脂层上还设置有着色层，本发明对着色层的材料以及颜色没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际生产的需要选择合适的着色材料以及颜色。
具体的，本发明所述的材料的结构见图1，图1为本发明所述的电器机房壳体用复合材料的结构示意图，其中，图中，1为金属网层，2为玄武岩纤维层，3为树脂层，4为着色层。
本发明还提供了一种本发明所述的复合材料的制备方法，包括：
在金属网层上粘合玄武岩纤维层；
在所述玄武岩纤维层上复合树脂层；
将复合树脂层的复合材料进行熟化处理；
将熟化处理的复合材料固化成型。
按照本发明，本发明在金属网层上粘合玄武岩纤维层；所述金属网层的材质优选为不锈钢、铝和铜中的一种或几种；所述金属网层的网眼的大小优选为20～100目，更优选为30～60目，最优选为40～50目。所述金属网层的厚度优选为小于等于2.5毫米，更优选为0.1～0.5毫米，最优选为0.15～0.25毫米。所述玄武岩纤维层的材质优选为经纱密度为10-300根/cm2的玄武岩纤维布，更优选为经纱密度为20-200根/cm2的玄武岩纤维布，最优选为经纱密度为30-100根/cm2的玄武岩纤维布，最优选为经纱密度为50-80根/cm2的玄武岩纤维布；所述玄武岩纤维布的编织方式优选为斜纹编织、平纹编织或缎纹编织，即纤维布的纤维组织结构为斜纹、平纹或缎纹。本发明对粘合的方式没有具体的限制，本领域公知的片材压制方式均可；具体的，本发明优选将金属网与玄武岩纤维通过胶黏剂粘结，并热压得到金属网层上粘合玄武岩纤维层的复合材料；
本发明还在所述玄武岩纤维层上复合树脂层；所述树脂层中的树脂由环氧树脂和辅剂组成，本发明对环氧树脂的来源没有特殊要求，本领域公知的可用于复合材料的树脂均可，所述辅料优选为金属短纤维、填料、降粘剂、引发剂、脱模剂和增稠剂中的一种或几种；所述金属短纤维的材质优选为不锈钢、碳钢、铸铁、铜、铝、镍或铁铬铝合金；所述填料优选为石英硅微粉或石英粉，所述降粘剂优选为S-3203降粘剂或聚醚多元醇；所述引发剂优选为过氧化苯甲酰；所述脱模剂优选为水性硬脂酸盐或wp39450脱模剂(微谱化工)；所述增稠剂优选为TH-20；所述树脂中，环氧树脂的含量优选为25～50重量份，更优选为30～45重量份，最优选为35～40重量份；所述金属短纤维优选为2～10重量份，更优选为3～8重量份，最优选5～6重量份；所述填料优选为40～60重量份，更优选为45～55重量份，最优选为48～50重量份；所述降粘剂优选为1～6重量份，更优选为2～5重量份，最优选为3～4重量份；所述引发剂优选为0.2～1重量份，更优选为0.4～0.8重量份，最优选为0.5～0.6重量份；所述脱模剂优选为2～5重量份，优选为3～4重量份，所述增稠剂优选为0.2～1重量份，更优选为0.4～0.8重量份，最优选为0.5～0.6重量份；本发明对玄武岩纤维上复合树脂的方法没有特殊要求，本领域公知的方法均可，本发明优选将金属网层上粘合玄武岩纤维层的复合材料通过浸渍的方式糊料，并通过辊压工序，得到复合有树脂层的复合材料。
按照本发明，本发明还将复合有树脂层的复合材料进行熟化处理，所述熟化处理的温度优选为30～60℃，更优选为35～40℃；所述熟化的时间优选为10～24小时，更优选为15～20小时。
按照本发明，本发明还将熟化处理的复合材料固化成型，所述固化成型的温度优选为130～160℃，更优选为140～150℃；所述固化成型的压力优选为8～20MPa，更优选为10～15MPa，所述固化的时间优选为3～6min，更优选为4～5min。
在实际生产中，按照应用，本发明还对复合材料着色，本发明的优选在熟化完成，固化以前进行着色。
本发明提供了一种电气机房壳体用复合材料，本发明提供的复合材料，通过在金属层粘结玄武岩纤维层，然后再在玄武岩纤维层上复合树脂层，使得得到的复合材料在保证具有良好的抗静电性能、耐腐蚀、防火性能的同时，能够适应发热量大的电器设备，同时，其电磁屏蔽性能好，抗静电性能好，而且，本发明采用玄武岩纤维作为复合材料的一部分，在提高复合材料性能的同时，大大降低了成本，应用前景广阔。
下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
金属网为40目、厚度为0.2mm的不锈钢网；玄武岩纤维层为采用斜纹编制结构，经纱密度为20根/cm2的玄武岩纤维布；树脂层由以下重量份数的原料组成：环氧树脂35份、铝金属短纤维6份、熔融石英硅微粉50份、S-3203降粘剂4份、过氧化苯甲酰0.5份、水性硬脂酸盐4份、TH-20增稠剂0.5份。
通过将不锈钢网与玄武岩纤维通过胶黏剂粘结，并热压得到金属网层上粘合玄武岩纤维层的复合材料，金属网层上粘合玄武岩纤维层的复合材料通过浸渍的方式涂覆树脂，并通过辊压工序，得到复合有树脂层的复合材料，将复合有树脂层的复合材料在35℃下熟化处理10h，随后将熟化后的片材在140℃、15MPa下固化4分钟，得到电器机房壳体用复合材料。
对得到的复合材料通过参照GB/T1447进行力学性能测试，结果表明，拉伸强度可达337MPa，弯曲强度可达596.5MPa。
对得到的复合材料参照GB/T6113-1995对材料的电磁屏蔽性能作测试，结果表明，在频率为500MHz时可达45dB。
实施例2
金属网为50目、厚度为0.19mm的铜网，玄武岩纤维层为采用平纹编制结构，经纱密度为50根/cm2的玄武岩纤维布。树脂层由以下重量份数的原料组成：环氧树脂40份、铜金属短纤维5份、石英粉48份、聚醚多元醇3份、过氧化苯甲酰0.5份、水性硬脂酸盐3份、TH-20增稠剂0.5份。
通过将不锈钢网与玄武岩纤维通过胶黏剂粘结，并热压得到金属网层上粘合玄武岩纤维层的复合材料，金属网层上粘合玄武岩纤维层的复合材料通过浸渍的方式涂覆树脂，并通过辊压工序，得到复合有树脂层的复合材料，将复合有树脂层的复合材料在40℃下熟化处理15h，随后将熟化后的片材在160℃、8MPa下固化3分钟，得到电器机房壳体用复合材料。
对得到的复合材料通过参照GB/T1447进行力学性能测试，结果表明，拉伸强度可达330.5MPa，弯曲强度可达592.5MPa。
对得到的复合材料参照GB/T6113—1995对材料的电磁屏蔽性能作测试，结果表明，在频率为1GHz时可达75dB。
实施例3
金属网为40目、厚度为0.15mm的不锈钢网，玄武岩纤维层为采用斜纹编制结构，经纱密度为50根/cm2的玄武岩纤维布。树脂层由以下重量份数的原料组成：环氧树脂40份、铜金属短纤维5份、熔融石英硅微粉48份、S-32033份、过氧化苯甲酰0.5份、wp39450脱模剂(微谱化工)3份、TH-200.5份。
通过将不锈钢网与玄武岩纤维通过胶黏剂粘结，并热压得到金属网层上粘合玄武岩纤维层的复合材料，金属网层上粘合玄武岩纤维层的复合材料通过浸渍的方式涂覆树脂，并通过辊压工序，得到复合有树脂层的复合材料，将复合有树脂层的复合材料在40℃下熟化处理15h，随后将熟化后的片材在150℃、10MPa下固化5分钟，得到电器机房壳体用复合材料。
对得到的复合材料通过参照GB/T1447进行力学性能测试，结果表明，拉伸强度可达338.5MPa，弯曲强度可达597MPa。
对得到的复合材料参照GB/T6113-1995对材料的电磁屏蔽性能作测试，结果表明，在频率为500MHz时可达45dB。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电器机房壳体用复合材料，包括：
金属网层，
复合于金属网层上的玄武岩纤维层，
复合于玄武岩纤维层上的树脂层。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述金属网层的材质为不锈钢、铝和铜中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述金属网层的网眼大小为20～100目。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述金属网层的厚度为小于等于2.5毫米。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述玄武岩纤维层的材质为经纱密度为10-300根/cm2的玄武岩纤维布。
6.根据权利要求5所述的复合材料，其特征在于，所述玄武岩纤维布的编织组织结构为斜纹、平纹或缎纹。
7.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述树脂层中的树脂由环氧树脂和辅剂组成。
8.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述树脂层上还设置有着色层。
9.一种权利要求1～8任意一项所述的复合材料的制备方法，包括：
在金属网层上粘合玄武岩纤维层；
在所述玄武岩纤维层上复合树脂层；
将复合树脂层的复合材料进行熟化处理；
将熟化处理的复合材料固化成型。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述熟化处理的温度为30～60℃，所述熟化处理的时间为10～24小时。
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