一种夹芯结构复合材料板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及复合材料板领域，特别是涉及一种夹芯结构复合材料板。
【背景技术】
[0002] 连续纤维增强聚丙烯复合材料板因其具有轻质高强、耐腐蚀、抗冲击、易成型，可 回收等优势，被广泛的应用于交通运输、建筑、能源领域，替代了很多传统材料，但聚丙烯材 料存在抗老化性能差、且填加阻燃成分后，易黄变等问题，限制了其在更多领域上的应用。
[0003] 专利CN 103507348 A公开了一种阻燃耐候连续纤维增强热塑性复合板材及其制 备方法，这种复合板由第一耐候性薄膜、阻燃复合材料层及第二耐候性薄膜组成。所述耐候 性薄膜为添加有抗氧剂、光稳剂或着色剂的聚烯烃薄膜，将这种薄膜覆于阻燃复合材料层 上。但是由于基体材料为聚烯烃，耐候性差，抗老功能短期有效，在长期使用也会存在黄变、 风化等问题，在高强紫外线环境中使用仍然受限。该专利的产品结构虽然避免了阻燃剂和 抗氧剂之间的反应失效现象，但是由于耐候性薄膜中无阻燃成分，导致阻燃效率降低。
[0004] 专利CN 204431858 U公开了一种阻燃性铁路棚车内衬板，这种内衬板有阻燃层， 上、下表皮，阻燃芯板组成。所述的阻燃层的主材为PVC材质，将这种PVC薄膜覆于上、下表面 上，起到阻燃和一定的抗老化作用。但是PVC材料对人类和环境都有毒害。 【实用新型内容】
[0005] 为解决上述问题，本实用新型旨在提供一种轻质高强、兼具抗老化和阻燃的双重 功能的夹芯结构复合材料板。
[0006] 本实用新型所述的一种夹芯结构复合材料板，包括夹芯层，以及分别与夹芯层上 下表面粘合为一体的阻燃复合材料层，以及分别与阻燃复合材料层上下表面粘合为一体的 胶粘介质层，还包括分别与胶粘介质层上下表面粘合为一体的自粘性聚偏氟乙烯薄膜层。
[0007] 本实用新型所述的夹芯结构复合材料板，将自粘性聚偏氟乙烯薄膜同时粘覆于夹 芯结构复合材料板的上下表面，使夹芯结构复合材料板具有极佳的抗老化性，耐磨、耐热、 耐腐蚀，并具有高机械强度、高韧性、高介电强度等特点，可以适用于户外、高强紫外线环境 中；同时由于夹芯层采用阻燃热塑性树脂板或阻燃单向预浸片回收破碎料挤出板，与相同 厚度的全片材复合材料板比较，能够使夹芯结构复合材料板实现减重l〇wt%~60wt%、且降低 成本的目的；另外，在夹芯层的上下表面同时粘覆有阻燃复合材料层，具有抗老化和阻燃的 特点;此外，在阻燃复合材料层的上下表面同时粘覆有胶粘介质层，可以提高自粘性聚偏氟 乙烯薄膜层与阻燃复合材料层之间的剥离强度。
【附图说明】
[0008] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0009] 其中：1-夹芯层;2-阻燃复合材料层;3-胶粘介质层;4-自粘性聚偏氟乙烯薄膜层。
【具体实施方式】
[0010] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型，以下实施例为本实用新型较佳 的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受下述实施例的限制。
[0011] -种夹芯结构复合材料板，如图1所示，包括夹芯层1，以及分别与夹芯层1上下表 面粘合为一体的阻燃复合材料层2,以及分别与阻燃复合材料层2上下表面粘合为一体的胶 粘介质层3,还包括分别与胶粘介质层3上下表面粘合为一体的自粘性聚偏氟乙烯薄膜层4。
[0012] 其中，所述自粘性聚偏氟乙烯薄膜层4包括连接为一体的聚偏氟乙烯层和胶膜，厚 度为0.15 mm~0.8 mm。太厚成本高，过薄抗老化功能变差，不易成膜，加工成本高。
[0013]其中，所述胶膜层为乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、聚烯烃弹性体POE或热塑性聚氨酯 TPU。这几种胶膜层易于后序加工，温度与聚烯烃板材产品的加工温度接近。
[0014]其中，所述胶粘介质层3选自玻璃纤维毯和/或无纺布，面密度为30g/m2~300g/m 2; 所述无纺布为水刺无纺布、针刺无纺布或纺粘无纺布;所述无纺布的材质为PET、PA或黏胶 纤维。胶粘介质层3的面密度过小，粘接强度低;胶粘介质层面密度过大，无论是玻璃纤维毡 还是无纺布，层间性能都会变差。
[0015] 其中，所述阻燃复合材料层2由2层~4层阻燃单向预浸片组成;所述阻燃单向预浸 片的铺设角度为[90° /0° ]τ或[0° /90° ]τ、[90° /0° /90° ]τ或[0° /90° /0° ]τ、[90° /0° ]2TS[0° / 90°]2T、[90°/0°]2^[0°/90°]2s;进行对称铺层，防翘曲变形。
[0016] 其中，所述阻燃单向预浸片为连续纤维增强热塑性树脂复合材料片材，厚度为0.2 mm~1_，面密度为200 g/m2~2000 g/m2;所述连续纤维增强热塑性树脂复合材料片材由连续 纤维与阻燃热塑性树脂组成;基于连续纤维增强热塑性树脂复合材料片材的总重量，连续 纤维重量百分比为40wt%~80wt% ;所述连续纤维为无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃 纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维或碳化硅纤维，连续纤维直径为5μπι~20μπι;所述阻燃热 塑性树脂是由12wt%~20wt%阻燃剂和80wt%~88wt%热塑性树脂组成，所述阻燃剂选自无卤阻 燃剂和/或溴系阻燃剂;优选为无卤阻燃剂。其中，所述无卤阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝 等镁铝阻燃剂、磷酸氢二钠、磷酸锂、磷酸钠、磷酸氢二铵、磷酸锑、聚磷酸铵(APP)等无机磷 系阻燃剂、亚磷酸酯、磷酸酯、杂环类等有机磷系阻燃剂;三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸(MCA) 等氮系阻燃剂、IFR-CFAdFR为一种以氮磷为主要成分的复合膨胀型阻燃剂，CFA为成炭发 泡剂)无卤膨胀型复合阻燃剂中的一种或几种;所述溴系阻燃剂选自溴化亚胺、溴化聚碳酸 酯、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯、溴化环氧、溴代三嗪、四溴双酚A、八溴醚、八溴S醚、十溴 二苯醚、十溴二苯乙烷中一种或几种;所述热塑性树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料、 聚丙烯回收料中的一种或几种以任意比的组合。
[0017] 其中，所述夹芯层1为阻燃热塑性树脂板或阻燃单向预浸片回收破碎料挤出板，厚 度为1mm~2mm 〇
[0018] 实施例1
[0019] 如图1所示，一种夹芯结构复合材料板，包括夹芯层1，以及分别与夹芯层1上下表 面粘合为一体的阻燃复合材料层2,以及分别与阻燃复合材料层2上下表面粘合为一体的胶 粘介质层3，还包括分别与胶粘介质层3上下表面粘合为一体的自粘性聚偏氟乙烯薄膜层4; 所述夹芯层1为厚度为I mm的阻燃聚丙烯板，所述阻燃聚丙烯板是由9wt% APPlOl和3wt% IFR-CFA无卤膨胀型复合阻燃剂和88wt%聚丙烯树脂组成;所述阻燃复合材料层2由3层、按 照[0°/90°/0°]τ铺层的阻燃单向预浸片组成，所述阻燃单向预浸片的厚度为0.3 mm，面密 度为450 g/m2,由连续无碱玻璃纤维经过熔融阻燃树脂体系，充分预浸，冷却制成的连续玻 璃纤维增强聚丙烯复合材料片材;基于连续无碱玻璃纤维增强聚丙烯复合材料片材的总重 量，连续无碱玻璃纤维重量百分比为50wt%，连续无碱玻璃纤维的直径为17μηι ;基于连续无 碱玻璃纤维增强聚丙烯复合材料片材的总重量，无卤阻燃剂APPlOl和IFR-CFA重量百分比 分别为12wt%和3wt% ;所述胶粘介质层3为面密度为50g/m2的水刺PET无纺布;所述自粘性聚 偏氟乙烯薄膜层4的厚度为0.3 mm，采用多层共挤工艺制备的包括聚偏氟乙烯层和胶膜层 的薄膜，所述胶膜层为乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA;上述夹芯层1、夹芯层1上下表面的阻燃复 合材料层2、阻燃复合材料层2上下表面的胶粘介质层3、胶粘介质层3上下表面的自粘性聚 偏氟乙烯薄膜层4按照顺序，且以夹芯层为基准，对称铺层后，置于压机中，依次经过热压、 冷压、裁切，得到厚度为3mm的夹芯结构复合材料板;其中热压温度为180t>25(TC，热压压 力为IMPa~5MPa，热压时间为2min~IOmin;冷压温度为20°030°C，冷压压力为2MPa~lOMPa， 冷压时间2min~IOmin。得到的厚度为3mm的夹芯结构复合材料板经过老化性能测试结果如 表1所示。
[0020] 实施例2
[0021] 如图1所示，一种夹芯结构复合材料板，包括夹芯层1，以及分别与夹芯层上下表面 粘合为一体的阻燃复合材料层2,以及分别与阻燃复合材料层上下表面粘合为一体的胶粘 介质层3,还包括分别与胶粘介质层上下表面粘合为一体的自粘性聚偏氟乙烯薄膜层4;所 述夹芯层1为厚度为1.8 mm的阻燃单向预浸片回收破碎料挤出板，该破碎料挤出板是由 4.8wt% APPlOl和1.2wt%IFR-CFA无卤阻燃剂和34wt%聚丙烯树脂和60wt%无碱玻璃纤维组 成;所述阻燃复合材料层2由2层、按照[0°/90° ]τ铺层的阻燃单向预浸片组成，所述阻燃单 向预浸片厚度为〇. 3 mm，面密度为480g/m2，由连续无碱玻璃纤维经过熔融阻燃树脂体系， 充分预浸，冷却制成的连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料片材。基于连续无碱玻璃纤维增 强聚丙烯复合材料片材的总重量，连续无碱玻璃纤维重量百分比为60wt%，连续无碱玻璃纤 维的直径为15μπι;基于连续无碱玻璃纤维增强聚丙烯复合材料片材的总重量，无卤阻燃剂 APPlOl和IFR-CFA重量百分比分别为12wt%和3wt%;所述胶粘介质层3为面密度为80g/m2的 玻璃纤维毡;所述自粘性聚偏氟乙烯薄膜层4的厚度为0.2mm，采用多层共挤工艺制备的包 括聚偏氟乙烯层和胶膜层的薄膜，所述胶膜层为聚烯烃弹性体Ρ0Ε;上述夹芯层1、夹芯层1 上下表面的阻燃复合材料层2、阻燃复合材料层2上下表面的胶粘介质层3、胶粘介质层3上 下表面的自粘性聚偏氟乙烯薄膜层4按照顺序，且以夹芯层为基准，对称铺层后，置于压机 中，依次经过热压、冷压、裁切，得到厚度为3mm的夹芯结构复合材料板;其中热压温度为180 °O250°C，热压压力为IMPa~5MPa，热压时间为2min~IOmin;冷压温度为20°030°C，冷压压 力为2MPa~10MPa，冷压时间2min~lOmin。得到的厚度为3mm的夹芯结构复合材料板经过老化 性能测试结果如表1所示。
[0022] 实施例3
[0023]所述夹芯层1为厚度为1.5 mm的阻燃单向预浸片回收破碎料挤出板;该破碎料挤 出板是由4.8wt% APPlOl和1.2wt%IFR-CFA无卤阻燃剂和34wt%聚丙烯树脂和60wt%无碱玻 璃纤维组成;所述阻燃复合材料层2由4层、按照[90°/0°] 2s铺层的阻燃单向预浸片组成，厚 度为0.2mm，面密度为320g/m2,为连续无碱玻璃纤维增强聚丙烯回收料复合材料片材，基于 连续无碱玻璃纤维增强聚丙烯回收料复合材料片材的总重量，连续无碱玻璃纤维重量百分 比为60wt%，所述胶粘介质层3为面密度为40g/m 2的针刺PA无纺布;所述自粘性聚偏氟乙稀 薄膜层4的厚度为0.15_;其它同实施例1。得到的厚度为3_的夹芯结构复合材料板经过老 化性能测试结果如表1所示。
[0024]表1实施例1~3的夹芯结构复合材料板经过老化性能测试结果
【主权项】
1. 一种夹芯结构复合材料板，包括夹芯层（1)，以及分别与夹芯层（1)上下表面粘合为 一体的阻燃复合材料层(2)，以及分别与阻燃复合材料层(2)上下表面粘合为一体的胶粘介 质层(3)，其特征在于，还包括分别与胶粘介质层(3)上下表面粘合为一体的自粘性聚偏氟 乙烯薄膜层(4)。2. 根据权利要求1所述的夹芯结构复合材料板，其特征在于，所述自粘性聚偏氟乙烯薄 膜层(4)包括连接为一体的聚偏氟乙稀层和胶膜层，厚度为0.15 mm~0.8 mm。3. 根据权利要求2所述的夹芯结构复合材料板，其特征在于，所述胶膜层为乙烯-醋酸 乙烯共聚物EVA、聚烯烃弹性体POE或热塑性聚氨酯TPU。4. 根据权利要求1所述的夹芯结构复合材料板，其特征在于，所述胶粘介质层（3)为玻 璃纤维毯和/或无纺布，面密度为30g/m 2~300g/m2;所述无纺布为水刺无纺布、针刺无纺布或 纺粘无纺布;所述无纺布的材质为PET、PA或黏胶纤维。5. 根据权利要求1所述的夹芯结构复合材料板，其特征在于，所述阻燃复合材料层（2) 由2层~4层阻燃单向预浸片组成;所述阻燃单向预浸片的铺设角度为[90°/0°]τ或[0°/90° ]τ、[90°/0°/90° ]τ或[0°/90°/0° ]τ、[90°/0° ]2Τ或[0°/90° ]2Τ、[90°/0° ]2s或[0°/90° ]2s。6. 根据权利要求5所述的夹芯结构复合材料板，其特征在于，所述阻燃单向预浸片为连 续纤维增强热塑性树脂复合材料片材，厚度为0.2 面密度为200 g/m2~2000 g/m2; 所述连续纤维为无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤 维或碳化硅纤维;所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料。7. 根据权利要求1或6所述的夹芯结构复合材料板，其特征在于，所述夹芯层（1)为阻燃 热塑性树脂板或阻燃单向预浸片回收破碎料挤出板，厚度为1mm~2mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种夹芯结构复合材料板，包括夹芯层，以及分别与夹芯层上下表面粘合为一体的阻燃复合材料层，以及分别与阻燃复合材料层上下表面粘合为一体的胶粘介质层，还包括分别与胶粘介质层上下表面粘合为一体的自粘性聚偏氟乙烯薄膜层。本实用新型所述的夹芯结构复合材料板，将自粘性聚偏氟乙烯薄膜同时粘覆于夹芯结构复合材料板的上下表面，使夹芯结构复合材料板具有极佳的抗老化性，耐磨、耐热、耐腐蚀，并具有高机械强度、高韧性、高介电强度等特点，可以适用于户外、高强紫外线环境中；同时由于夹芯层采用阻燃热塑性树脂板或阻燃单向预浸片回收破碎料挤出板，能够使夹芯结构复合材料板实现减重10wt%~60wt%、且降低成本的目的。
【IPC分类】B32B27/30, B32B17/10, B32B33/00, B32B27/04, B32B7/10, B32B17/02, B32B5/16
【公开号】CN205386970
【申请号】CN201620049103
【发明人】黄险波, 陈大华, 范欣愉, 孙雅杰, 黄有平, 周虎, 秦永利, 肖彦, 刘玲, 金思宇
【申请人】广州金发碳纤维新材料发展有限公司
【公开日】2016年7月20日
【申请日】2016年1月19日