一种三明治结构复合材料的制备方法与流程

本发明提供一种三明治结构复合材料的制备方法，属于复合材料。

背景技术：

1、复合材料是由金属材料、陶瓷材料或高分子材料等两种或两种以上的材料经过复合工艺而制备的多相材料，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料由连续相的基体和被基体包容的相增强体组成。基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、石墨、橡胶、陶瓷、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、石棉纤维、碳化硅纤维等。

2、复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用，代替了很多传统的材料。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为：纤维增强复合材料：将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等；夹层复合材料：由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄；芯材质轻、强度低，但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种；细粒复合材料：将硬质细粒均匀分布于基体中，如弥散强化合金、金属陶瓷等。混杂复合材料：由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比，其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高，并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。

3、现有的复合材料的制备方法根据选择的不同材料组合而成，能够制备出不同功能的复合材料，但是在重量和强度方面往往成正比，强度高重量往往也会重。基于此，本发明提供一种三明治结构复合材料的制备方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种三明治结构复合材料的制备方法，能够使得最终获得的复合材料具有高强度轻量化的功能。

2、为了解决技术问题，本发明提供的技术方案为：一种三明治结构复合材料的制备方法，依次包括上层、中间芯层、下层，所述上层、下层均由碳纤维材料及硅酸铝纤维材料混合编织，所述中间芯层包pet薄板，所述pet薄板上下面铺设有交织缠绕成网状结构的玻璃纤维材料。

3、制备方法包括如下步骤：

4、步骤一：各层制备：选择上层、中间芯层、下层所采用的材料，分别进行制备上层、中间芯层及下层。

5、步骤二：表面处理：对面板材料进行必要的表面处理。

6、步骤三：准备粘合剂：选择合适的粘合剂与适当的溶剂或固化剂混合并搅拌均匀。

7、步骤四：涂覆粘合剂：将粘合剂均匀涂覆在下层顶部表面及上层底部表面上，确保涂层厚度均匀，并且覆盖整个接触面积。

8、步骤五：材料成型：将预先剪裁好尺寸的中间芯层放置在涂有粘合剂的下层顶部，确保与下层接触良好，之后将底部表面涂有粘合剂的上层放置在中间芯层顶部，放入到模具中后，经过热压成型，冷压，开模，获得具有三明治结构的复合材料。

9、步骤五：对制备好的三明治结构复合材料进行切割、打磨和表面处理等加工，以满足最终产品的要求。

10、进一步的，所述上层、下层的制备方法：通过将碳纤维材料及硅酸铝纤维材料共混后，经过开松、梳理、铺网、针刺、成型针刺制得，所述编织的方式为平纹编织、斜纹编织、席型编织中的一种。

11、进一步的，所述碳纤维材料及硅酸铝纤维材料的克数约为90-125dtex，共混后针刺编织的密度为800-1100根/10cm。

12、进一步的，所述pet薄板制备方法：将pet材料依次经过改性、切粒、二氧化碳超临界物理发泡和珠粒模压成型。

13、进一步的，所述玻璃纤维材料采用3d编织绕线工艺编织成网状结构铺设在pet薄板上下面。

14、进一步的，所述步骤二的表面处理包括清洁、去除表面污物和油脂，并可能进行表面粗化以增加与粘合剂的附着力。

15、进一步的，所述步骤三中粘合剂的制备方法：按一定的质量比向烧杯中分别加入pvb和无水乙醇，加入磁力转子，放入磁力搅拌器中在20℃-40℃下搅拌处理，直至无明显固态胶状物后，将其取出静置直至气泡完全消失。

16、进一步的，所述步骤五中的热压成型温度为180-220℃。

17、本发明的有益效果：

18、本发明具有三明治结构的复合材料，能够使得最终获得的复合材料具有高强度轻量化的功能，并且同时具有保温、隔热、绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高等多种优点，适用范围广泛，能够在建筑、冶金、电力、机械、化工等多个领域使用。

技术特征：

1.一种三明治结构复合材料的制备方法，其特征在于：依次包括上层、中间芯层、下层，所述上层、下层均由碳纤维材料及硅酸铝纤维材料混合编织，所述中间芯层包pet薄板，所述pet薄板上下面铺设有交织缠绕成网状结构的玻璃纤维材料。

2.根据权利要求1所述的一种三明治结构复合材料的制备方法，其特征在于：所述上层、下层的制备方法：通过将碳纤维材料及硅酸铝纤维材料共混后，经过开松、梳理、铺网、针刺、成型针刺制得，所述编织的方式为平纹编织、斜纹编织、席型编织中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种三明治结构复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳纤维材料及硅酸铝纤维材料的克数约为90-125dtex，共混后针刺编织的密度为800-1100根/10cm。

4.根据权利要求1所述的一种三明治结构复合材料的制备方法，其特征在于：所述pet薄板制备方法：将pet材料依次经过改性、切粒、二氧化碳超临界物理发泡和珠粒模压成型。

5.根据权利要求4所述的一种三明治结构复合材料的制备方法，其特征在于：所述玻璃纤维材料采用3d编织绕线工艺编织成网状结构铺设在pet薄板上下面。

6.根据权利要求1所述的一种三明治结构复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二的表面处理包括清洁、去除表面污物和油脂，并可能进行表面粗化以增加与粘合剂的附着力。

7.根据权利要求1所述的一种三明治结构复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中粘合剂的制备方法：按一定的质量比向烧杯中分别加入pvb和无水乙醇，加入磁力转子，放入磁力搅拌器中在20℃-40℃下搅拌处理，直至无明显固态胶状物后，将其取出静置直至气泡完全消失。

8.根据权利要求1所述的一种三明治结构复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤五中的热压成型温度为180-220℃。

技术总结本发明提供一种三明治结构复合材料的制备方法。依次包括上层、中间芯层、下层，所述上层、下层均由碳纤维材料及硅酸铝纤维材料混合编织，所述中间芯层包PET薄板，所述PET薄板上下面铺设有交织缠绕成网状结构的玻璃纤维材料。本发明具有三明治结构的复合材料，能够使得最终获得的复合材料具有高强度轻量化的功能，并且同时具有保温、隔热、绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高等多种优点，适用范围广泛，能够在建筑、冶金、电力、机械、化工等多个领域使用。技术研发人员：柏志飞,顾海惠,侯小东受保护的技术使用者：华盈（江苏）新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27