[发明专利]一种热塑性轻质复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种热塑性轻质复合材料及其制备方法，所述热塑性轻质复合材料包括：至少两连续纤维层，各所述连续纤维层由含浸热塑性树脂的连续纤维组成；至少一复合树脂层，其热压成型于所述两连续纤维层之间，所述复合树脂层由含浸热塑性树脂的木质纤维、短切碳纤维组成；其中，所述至少两连续纤维层与所述至少一复合树脂层的两端弯曲形成一U型结构。利用本发明的热塑性轻质复合材料及其制备方法，可使热压成型后的复合材料密度可以达到0.9‑1.2g/cm³，并且具有高强度和高模量的性能，以及还可以减少碳纤维、玻璃纤维等的使用量，降低了成本。

【技术领域】

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种热塑性轻质复合材料及其制备方法。

【背景技术】

随着笔记电脑、平板笔记本、便携式电话、便携式信息终端或相机等电子电气设备、信息设备的发展，市场上强烈要求开发出薄型且轻质的产品。轻薄的产品要求构成产品的外壳或内部部件薄壁、轻质同时也要求高强度、高刚性。由于复合材料具有质量轻、高强度和高模量、抗化学腐蚀、耐疲劳、易于整体成型等优点，被广泛应用于制作军工、飞机、汽车、风电等产品上。由于复合材料优良的力学特性，所以也可以用于笔记本电脑、平板笔记本、便携式电话、便携式信息终端或相机等电子电气设备、信息设备的外壳，发挥了使外壳薄壁化、减轻设备重量等作用。

目前电子电器、汽车、运动器材等产品所用的热塑性复合材料制品大多使用全碳纤维、碳纤维与玻璃纤维混合的复合板材进行成型加工，而热塑性全碳纤维复合板材的密度为1.40-1.60g/cm³，碳纤维与玻璃纤维混合的复合板材的密度为1.60-1.80g/cm³，虽然模量和刚性够高，但产品的重量仍偏重，不符合当前轻质化的发展方向。

因此，有必要研发一种热塑性轻质复合材料及其制备方法，以解决上述问题。

【发明内容】

本发明的一个目的在于提供一种热塑性轻质复合材料，能够保证复合材料重量较轻的同时，具有高强度和高模量。

为了实现上述目的，本发明提供的一种热塑性轻质复合材料，包括：

至少两连续纤维层，各所述连续纤维层由含浸热塑性树脂的连续纤维组成；

至少一复合树脂层，其热压成型于所述两连续纤维层之间，所述复合树脂层由含浸热塑性树脂的木质纤维、短切碳纤维组成；

其中，所述至少两连续纤维层与所述至少一复合树脂层的两端弯曲形成一U型结构。

进一步的，所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯醚其中的一种。

进一步的，所述连续纤维层中的连续纤维为单向碳纤维或者编织纹碳纤维。

进一步的，所述连续纤维层中的连续纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的至少一种。

进一步的，所述连续纤维层的纤维纱束中单丝数量为3000根。

进一步的，所述木质纤维的密度为0.6g/cm³-0.9g/cm³，所述短切碳纤维的长度为0.2cm-3cm。

进一步的，所述连续纤维层及所述复合树脂层裁切成350mm*255mm的尺寸。

进一步的，所述连续纤维层的厚度为0.2mm，所述复合树脂层的厚度为1mm。

本发明还提供一种热塑性轻质复合材料制备方法，包括以下步骤：

S1：制备至少两连续纤维层，各所述连续纤维层由含浸热塑性树脂的连续纤维组成；

S2：制备至少一复合树脂层，所述复合树脂层由含浸热塑性树脂的木质纤维、短切碳纤维组成；