CN110641119A - 一种碳纤维耐候性复合板材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维耐候性复合板材，所述碳纤维耐候性复合板材包括：中间碳纤维层、耐磨层和耐候覆膜，所述中间碳纤维层在板材中间，所述中间碳纤维层两侧设置耐磨层，所述耐磨层外侧粘附耐候覆膜。通过上述方式，本发明能够提高单一碳纤维增强板材的抗磨损性能和户外使用的耐候性，拓宽碳纤维板材的应用范围。

Description

一种碳纤维耐候性复合板材
技术领域
本发明涉及复合材料领域，特别是涉及一种碳纤维耐候性复合板材。
背景技术
碳纤维材料比重小，强度高，具有优良的耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀性能，因此在各个高科技有着广泛的应用。碳纤维复合板作为碳纤维与树脂材料的复合，兼具碳纤维的力学优点和树脂本身的优良加工性能，具有外观精美，强度高、质量轻等诸多优点，但是添加了碳纤维后的树脂材料也会出现韧性下降，而且碳纤维材料颗粒在户外会因为吸收阳光中的紫外线导致与树脂结合位置老化加速影响寿命。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种碳纤维复合板材，能够具有较高的强度的同时还具有较高的耐候性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种碳纤维耐候性复合板材，所述碳纤维耐候性复合板材包括：中间碳纤维层、耐磨层和耐候覆膜，所述中间碳纤维层在板材中间，所述中间碳纤维层两侧设置耐磨层，所述耐磨层外侧粘附耐候覆膜。
在本发明一个较佳实施例中，所述中间碳纤维层为热塑性塑胶与碳纤维复合预制板材。
在本发明一个较佳实施例中，所述热塑性塑胶为PP或者PE。
在本发明一个较佳实施例中，所述预制板材中使用的碳纤维为长度60~80um，直径5~10um的短纤。
在本发明一个较佳实施例中，所述耐磨层为玻纤增强热聚丙烯材料。
在本发明一个较佳实施例中，所述耐候覆膜为聚偏氟乙烯树脂、聚氨酯类树脂、丙烯酸类树脂、有机硅树脂等耐候性改性树脂中的一种。
在本发明一个较佳实施例中，所述的耐候性覆膜的膜层厚度为0.15~0.5um。
在本发明一个较佳实施例中，所述耐磨层的厚度为0.5~1.5mm。
本发明的有益效果是：本发明的技术方案是在现有的碳纤维复合层外添加耐磨层和耐候性覆膜从而使板材同时具备碳纤维复合材料的拉伸强度的和常用玻纤复合材料的耐磨特性，而且板材表面覆盖具有可以阻挡紫外线的耐候性覆膜，可以进一步提高该板材的户外使用时间。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的立体结构示意图；
附图中各部件的标记如下：
1.中间碳纤维层、2.耐磨层、3.耐候覆膜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1本发明实施例包括：
提供一种碳纤维耐候性复合板材，所述碳纤维耐候性复合板材包括：中间碳纤维层1、耐磨层2和耐候覆膜3，所述中间碳纤维层1在板材中间，所述中间碳纤维层1两侧设置耐磨层2，所述耐磨层2外侧粘附耐候覆膜3。
所述中间碳纤维层1为以热塑性塑胶PP为基材，添加长度60~80um，直径5~10um的碳纤维后预制成型，采用PP的作为基材的原因是PP材料具有良好的耐化学性、耐热性和电绝缘性，而且机械性能和耐磨加工性能良好，对纤维改性的相容性很高，可以通过添加增强纤维材料显著增强其相关物理特性，有利于发挥碳纤维材料的优点。
所述耐磨层2为玻纤增强热聚丙烯材料，所述耐磨层的厚度为1.0mm，此处使用玻纤增强聚丙烯材料的原因是玻纤增强材料具有较高的耐磨特性而且，采用与中间碳纤维层1相同的热塑性材料作为基料可以提高不同功能层之间的界面相容性。
所述耐候覆膜3为PMMA树脂，述的耐候性覆膜3的膜层厚度为0.15~0.5um，所述PMMA膜层能有效滤除波长小于300nm的紫外光，还可以通过添加紫外吸收剂调整对更高波长的紫外线的滤除效果，成膜具有较高透明度和光亮度，并且坚韧，质硬，从而提高整体的耐候性。
在另一个实施例中，
提供一种碳纤维耐候性复合板材，所述碳纤维耐候性复合板材包括：中间碳纤维层1、耐磨层2和耐候覆膜3，所述中间碳纤维层1在板材中间，所述中间碳纤维层1两侧设置耐磨层2，所述耐磨层2外侧粘附耐候覆膜3。
所述中间碳纤维层1为以热塑性塑胶高密度PE为基材，添加长度60~80um，直径5~10um的碳纤维后预制成型，采用高密度PE的作为基材的原因高密度PE材料具有良好的耐化学性、耐热性和电绝缘性，而且机械性能和耐磨加工性能良好，对纤维改性的相容性很高，可以通过添加增强纤维材料显著增强其相关物理特性，有利于发挥碳纤维材料的优点。
所述耐磨层2为玻纤增强热聚丙烯材料，所述耐磨层的厚度为0.5mm，此处使用玻纤增强聚丙烯材料的原因是玻纤增强材料具有较高的耐磨特性而且，采用与中间碳纤维层1相同的热塑性材料作为基料可以提高不同功能层之间的界面相容性。
所述耐候覆膜3为PMMA树脂，述的耐候性覆膜3的膜层厚度为0.15~0.5um，所述PMMA膜层能有效滤除波长小于300nm的紫外光，还可以通过添加紫外吸收剂调整对更高波长的紫外线的滤除效果，成膜具有较高透明度和光亮度，并且坚韧，质硬，从而提高整体的耐候性。
在又一个实施例中：
提供一种碳纤维耐候性复合板材，所述碳纤维耐候性复合板材包括：中间碳纤维层1、耐磨层2和耐候覆膜3，所述中间碳纤维层1在板材中间，所述中间碳纤维层1两侧设置耐磨层2，所述耐磨层2外侧粘附耐候覆膜3。
所述中间碳纤维层1为以共聚PP为基材，添加长度60~80um，直径5~10um的碳纤维后预制成型，采用共聚PP的作为基材的原因是共聚PP材料兼具PP材料和PE材料的优点，具有良好的耐化学性、耐热性和电绝缘性，而且机械性能和耐磨加工性能良好，对纤维改性的相容性很高，可以通过添加增强纤维材料显著增强其相关物理特性，有利于发挥碳纤维材料的优点。
所述耐磨层2为玻纤增强热聚丙烯材料，所述耐磨层的厚度为1.5mm，此处使用玻纤增强聚丙烯材料的原因是玻纤增强材料具有较高的耐磨特性而且，采用与中间碳纤维层1相同的热塑性材料作为基料可以提高不同功能层之间的界面相容性。
所述耐候覆膜3为PMMA树脂，述的耐候性覆膜3的膜层厚度为0.15~0.5um，所述PMMA膜层能有效滤除波长小于300nm的紫外光，还可以通过添加紫外吸收剂调整对更高波长的紫外线的滤除效果，成膜具有较高透明度和光亮度，并且坚韧，质硬，从而提高整体的耐候性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种碳纤维耐候性复合板材，其特征在于，所述碳纤维耐候性复合板材包括：中间碳纤维层、耐磨层和耐候覆膜，所述中间碳纤维层在板材中间，所述中间碳纤维层两侧设置耐磨层，所述耐磨层外侧粘附耐候覆膜。
2.根据权利要求1所述的碳纤维耐候性复合板材，其特征在于，所述中间碳纤维层为热塑性塑胶与碳纤维复合成型。
3.根据权利要求2所述的碳纤维耐候性复合板材，其特征在于，所述热塑性塑胶为PP、PE以及二者的共聚物。
4.根据权利要求2所述的碳纤维耐候性复合板材，其特征在于，所述预制板材中使用的碳纤维为长度60~80um，直径5~10um的短纤。
5.根据权利要求1所述的碳纤维耐候性复合板材，其特征在于，所述耐磨层为玻纤增强热聚丙烯材料。
6.根据权利要求1所述的碳纤维耐候性复合板材，其特征在于，所述耐磨层的厚度为0.5~1.5mm。
7.根据权利要求1所述的碳纤维耐候性复合板材，其特征在于，所述耐候覆膜为PMMA薄膜材料。
8.根据权利要求1所述的碳纤维耐候性复合板材，其特征在于，所述的耐候性覆膜的膜层厚度为0.15~0.5um。
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