[发明专利]一种轻量化的超高冲击复合片材及其制备方法

说明书

本发明提供一种轻量化的超高冲击复合片材，该复合片材包括上层的第一树脂层、芯层的聚烯烃纺织物以及下层的第二树脂层，所述第一树脂层以及第二树脂层分别附着至聚烯烃纺织物的顶面与底面。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种轻量化的超高冲击复合片材及其制备方法。

背景技术

复合材料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：1.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；2.夹层复合材料，由性质不同的表面材料和芯材组合而成；3.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。其中夹层复合材料中的玻纤和芳纶纤维，可以提高拉伸和冲击性能，然而你其重量重，不利于轻量化的发展。CN108407412A公开了一种连续玻纤增强复合材料，包括依次设有的热塑性面板、玻纤增强和PP基材；其芯层采用玻纤增强材料，可以提高拉伸和冲击性能，但是在轻量化方面的发展受到限制。

发明内容

第一方面，本发明提供一种轻量化的超高冲击复合片材，该复合片材包括上层的第一树脂层、芯层的聚烯烃纺织物以及下层的第二树脂层，所述第一树脂层以及第二树脂层分别附着至聚烯烃纺织物的顶面与底面。

需要说明的是，本发明提供的芯层聚烯烃纺织物的层数至少为一层，也可以为多层，例如将三层聚烯烃纺织物与第一树脂层和第二树脂层进行层叠复合。

在本发明一些优选实施方式中，所述聚烯烃纺织物选自聚乙烯纺织物、聚丙烯纺织物或聚丁烯纺织物；另优选地，所述聚烯烃纺织物为聚乙烯纺织物；更优选地，所述聚烯烃纺织物为UHMWPE(超高分子量聚乙烯)纺织物，此时第一树脂层以及第二树脂层的熔点≤140℃。

在本发明一些优选实施方式中，按照重量百分比计，所述UHMWPE纺织物占所述复合片材重量的40％～95％；优选为55％～90％；优选为75％～88％。

在本发明一些优选实施方式中，第一树脂层以及第二树脂层层各自独立选择以下树脂中的至少一种：聚苯乙烯(PS)树脂类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物树脂类、橡胶改性的聚苯乙烯(HIPS)树脂类、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)共聚物树脂类、丙烯腈-苯乙烯(SAN)共聚物树脂类、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)共聚物树脂类、丙烯腈-丙烯酸乙酯-苯乙烯(AES)共聚物树脂类、聚碳酸酯(PC)树脂类、聚苯醚(PPE)树脂类、聚苯硫醚(PPS)树脂类、聚乙烯(PE)树脂类、聚丙烯(PP)树脂类、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂类、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)树脂类、聚(甲基)丙烯酸树脂类以及聚酰胺(PA)树脂类；优选地，所述的第一树脂层以及第二树脂层层各自独立选择聚乙烯(PE)树脂类和/或聚丙烯(PP)树脂类；另优选地，第一树脂层以及第二树脂层层采用低温无规共聚聚丙烯；更优选地，所述的低温无规共聚聚丙烯选自LYONDELLBASELL公司提供的牌号为PRO-fax RP913J,RP320N,RP735S，RP311H,RP323M,RP448S,RP512H；PURELL RP378T中的一种或者两种以上；在本发明一些具体实施方式中，所述的第一树脂层以及第二树脂层层均为PRO-faxRP512H与PURELL RP378T的聚丙烯复合物；在本发明另一些具体实施方式中，所述的第一树脂层以及第二树脂层层均为PRO-faxRP512H。

在本发明一些优选实施方式中，所述的UHMWPE纺织物为超高分子量聚乙烯长线纤维经纺织制造工艺加工而成的织物，或UHMWPE短纤维/碳纤维复合纤维经纺织制造工艺加工而成的织物；优选地，所述的UHMWPE短纤维/碳纤维复合纤维为卷曲度在1-15之间的UHMWPE短纤维通过包覆的方式缠绕在碳纤维的表面，形成UHMWPE纤维在外层，碳纤维在内层的复合纤维；更优选地，外层UHMWPE短纤维与内层碳纤维的重量比为3～8:1，再优选为5:1。