CN212827241U - 一种轻质高强度三明治板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轻质高强度三明治板，包括玻璃纤维层和铺设在玻璃纤维层两面的碳纤维层，玻璃纤维层上浸渍有环氧树脂复合物，环氧树脂复合物中填充有空心玻璃微珠，环氧树脂复合物覆盖在玻璃纤维层上作为粘接层用于粘接玻璃纤维层上、下两个表面的碳纤维层。本实用新型还公开了一种制作上述轻质高强度三明治板的制备方法，包括(1)配置胶液、(2)制作粘接片、(3)制备玻璃纤维轻质板、(4)铺设碳纤维预浸料层及(5)热压成型。通过本实用新型的制备方法制得的三明治板，质量更轻、强度更高，可通过机加工方式与热塑性材料复合，作为平板电脑、笔记本电脑、高端电子游戏机、高端箱包等的结构件或部分承力部件。

Description

一种轻质高强度三明治板

技术领域

本实用新型涉及复合板材技术领域，尤其是涉及一种轻质高强度三明治板。

背景技术

通常的轻质环氧板使用在空心的工程塑料中浸润玻璃布，再通过压合制得。采用该方法的轻质环氧板，由于空心的填料壁薄，抗压强度不高，且占据板材的体积较大，因此普通的轻质环氧板的弯曲强度及弯曲模量较低，多于成型尺寸小的如手机保护套材料中使用。对于对抗弯曲强度及抗压强度要求较高的电子产品，上述的普通的轻质环氧板已不能够满足相应需求。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种轻质高强度三明治板，具有强度高，质轻的优点，以解决上述现有技术中存在的普通轻质环氧板抗弯曲强度及弯曲模量低而导致不能够满足要求更高的产品的需求的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种轻质高强度三明治板，包括玻璃纤维层和铺设在所述玻璃纤维层两面的碳纤维层，所述玻璃纤维层上浸渍有环氧树脂复合物，所述环氧树脂复合物中填充有空心玻璃微珠，所述环氧树脂复合物覆盖在玻璃纤维层上作为粘接层用于粘接玻璃纤维层上、下两个表面的碳纤维层。

本实用新型采用上述技术方案，碳纤维层具有强度高、耐高温的特性，覆盖在玻璃纤维层的上下表面，有效保护玻璃纤维层，环氧树脂复合物作为粘接碳纤维层与玻璃纤维层用，空心玻璃微珠质轻、比重小，填充于环氧树脂复合物中，使得本三明治板质量更轻；本实用新型的三明治板具有质轻、强度高的优点。

上述的轻质高强度三明治板，所述玻璃纤维层上的空心玻璃微珠的含量为占玻璃纤维层总重量的15％～70％。

上述的轻质高强度三明治板，所述玻璃纤维层的板材密度为0.5～1.5g/cm³，厚度为0.3～5.0mm。

上述的轻质高强度三明治板，所述环氧树脂复合物包含有双酚A型酚醛环氧树脂、酚醛环氧树脂、邻甲酚环氧树脂、含磷环氧树脂或双环戊二烯环氧树脂中的一种或两种以上组合。

上述的轻质高强度三明治板，所述玻璃纤维层为单向玻璃纤维纱、玻璃纤维布中的任意一种或其组合。

上述的轻质高强度三明治板，所述碳纤维层设置为分层结构，其层数为1～8层。

上述的轻质高强度三明治板，所述碳纤维层包括碳纤维单向纱、碳纤维编织布中的任意一种或其组合。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的另一种技术方案是：一种制作上述技术方案中任一所述的轻质高强度三明治板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)配置胶液：将环氧树脂与固化剂按一定质量比例混合均匀后形成环氧树脂胶液，在胶液中加入总重量的5％～70％的空心玻璃微珠并充分分散于胶液中；

(2)制作粘接片：将玻璃纤维浸渍于上述步骤(1)中的胶液后进行烘烤形成0.1～0.3mm厚度的半固化粘接片；

(3)制备玻璃纤维轻质板：将上述步骤(2)中的半固化粘接片铺放相应的数量，在高温高压及真空条件下进行热压固化，其中温度为130～200℃，压力为40～180psi，真空条件的真空度为20～60torr，形成全固化的轻质板；

(4)铺设碳纤维预浸料层：在玻璃纤维轻质板的两侧支撑区域铺设碳纤维预浸料层；

(5)热压成型：开启热压机，进行二次热压固化成型，冷却后得到所述轻质高强度碳纤维与玻璃纤维环氧树脂复合三明治板，其中二次热压的温度为130～200℃，压力为40～180psi，真空条件的真空度为20～60torr。

本实用新型取得的有益效果是：本实用新型通过将碳纤维层组成的表面与包含空心玻璃微珠的环氧树脂浸渍玻璃纤维层复合，得到的三明治板质量更轻、强度更高，可通过机加工方式与热塑性材料复合，作为平板电脑、笔记本电脑、高端电子游戏机、高端箱包等的结构件或部分承力部件。

附图说明

图1是本实用新型三明治板的分层结构示意图；

图2是图1中本实用新型三明治板的剖面结构示意图。

附图标记说明：1玻璃纤维层，2碳纤维层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

参照图1、图2所示，本实用新型公开一种轻质高强度三明治板，包括玻璃纤维层1和铺设在所述玻璃纤维层1两面的碳纤维层2，玻璃纤维层2上浸渍有环氧树脂复合物，环氧树脂复合物中填充有空心玻璃微珠，空心玻璃微珠分散在环氧树脂复合物中可起到减轻重量的作用，环氧树脂复合物覆盖在玻璃纤维层1上作为粘接层用于粘接玻璃纤维层1上、下两个表面的碳纤维层2，使得碳纤维层2与玻璃纤维层1连接牢固。

本实施方式中，玻璃纤维层1上的空心玻璃微珠的含量为占玻璃纤维层1总重量的15％～70％。在其他实施例中，空心玻璃微珠的含量为总重量的30％～50％。

玻璃纤维层1的板材密度为0.5～1.5g/cm³，厚度为0.3～5.0mm。在其他实施例中，玻璃纤维层1的板材密度还可以为0.5～1.0g/cm3。

环氧树脂复合物包含有双酚A型酚醛环氧树脂、酚醛环氧树脂、邻甲酚环氧树脂、含磷环氧树脂或双环戊二烯环氧树脂中的一种或两种以上组合。进一步地，玻璃纤维层1为单向玻璃纤维纱、玻璃纤维布中的任意一种或其组合。

本实施方式中，碳纤维层2设置为分层结构，其层数为1～8层。进一步地，碳纤维层2包括碳纤维单向纱、碳纤维编织布中的任意一种或其组合。

本实用新型还公开了一种轻质高强度三明治板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)配置胶液：将环氧树脂与固化剂按一定质量比例混合均匀后形成环氧树脂胶液，在胶液中加入总重量的5％～70％的空心玻璃微珠并充分分散于胶液中；

(2)制作粘接片：将玻璃纤维浸渍于上述步骤(1)中的胶液后进行烘烤形成0.1～0.3mm厚度的半固化粘接片；

(3)制备玻璃纤维轻质板：将上述步骤(2)中的半固化粘接片铺放相应的数量，在高温高压及真空条件下进行热压固化，其中温度为130～200℃，压力为40～180psi，真空条件的真空度为20～60torr，形成全固化的轻质板；

(4)铺设碳纤维预浸料层：在玻璃纤维轻质板的两侧支撑区域铺设碳纤维预浸料层；

(5)热压成型：开启热压机，进行二次热压固化成型，冷却后得到所述轻质高强度碳纤维与玻璃纤维环氧树脂复合三明治板，其中二次热压的温度为130～200℃，压力为40～180psi，真空条件的真空度为20～60torr。

下面通过本实用新型的实施例与对照例对本实用新型做进一步说明：

实施例一：取本实用新型的制备方法制得的厚度为1.0mm的轻质高强度三明治板，测试其板材密度、抗弯曲强度以及弯曲模量。

对照例一：取相同厚度为1.0mm的纯轻质环氧板材，对比测试其板材密度、抗弯曲强度以及弯曲模量。

对照例二：取相同厚度为1.0mm的普通密度环氧玻璃纤维板材，对比测试其板材密度、抗弯曲强度以及弯曲模量。

实施例一与对照例一和对照例二的测试结果对比如下：

表1实施例与对照例性能测试对比

通过对比结果可知，本实用新型的轻质高强度三明治板，相对于纯轻质环氧板，强度增加明显，能起到很好的支撑和充分保护好平板电脑、笔记本电脑、高端游戏机或高端箱包的作用。

本实用新型的轻质高强度三明治板，相对于普通密度环氧玻璃纤维板，密度明显降低、且本三明治板的强度明显增加，具有质轻强度高的优点。

综上所述，本实用新型已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本实用新型能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。

Claims (3)

1.一种轻质高强度三明治板，其特征在于：包括玻璃纤维层(1)和铺设在所述玻璃纤维层(1)两面的碳纤维层(2)，所述玻璃纤维层(1)上浸渍有环氧树脂复合物，所述环氧树脂复合物中填充有空心玻璃微珠，所述环氧树脂复合物覆盖在玻璃纤维层(1)上作为粘接层用于粘接玻璃纤维层(1)上、下两个表面的碳纤维层(2)。

2.根据权利要求1所述的轻质高强度三明治板，其特征在于：所述玻璃纤维层(1)的板材密度为0.5～1.5g/cm³，厚度为0.3～5.0mm。

3.根据权利要求1所述的轻质高强度三明治板，其特征在于：所述碳纤维层(2)设置为分层结构，其层数为1～8层。

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