[发明专利]一种低密度预浸料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种低密度预浸料及其制备方法，低密度预浸料强芯毡增强体，以及环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物用来浸渍所述强芯毡增强体；所述环氧树脂组合物包含环氧树脂、固化剂及空心玻璃微珠；制备低密度预浸料时，先混合制备环氧树脂组合物，再通过一步法涂膜，与强芯毡复合，经热压而获得。本发明的低密度预浸料，其密度在0.5g/cm³以下，低于常规玻纤、碳纤预浸料的密度，可用于对重量要求较高的复合材料产品的制造；在铺覆较少层数就能获得较高的刚度和一定厚度，可提高生产效率；本发明制备低密度预浸料的方法简单，便于操作，获得的预浸料具有良好的工艺性能。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，具体涉及一种低密度预浸料及其制备方法。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料具有高比强度、高比模量、重量轻等优点，可用于替代金属材料，目前已被广泛应用到航空航天、轨道交通、体育休闲、医疗等各种工业领域，在这些应用中，预浸料在纤维增强树脂基复合材料应用中占比高达50％以上。预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成的树脂基体与增强体的组合物，是制造复合材料的中间材料。预浸料具有一定力学性能的结构单元，可用以进行结构设计。预浸料的增强体一般为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，及用纤维制成的织物，树脂基体一般为热固性树脂或热塑性树脂。

在使用预浸料成型制备复合材料产品时，为获得所需的刚度，要求产品具有一定厚度，需要铺覆多层预浸料。通常使用的单向纤维或织物预浸料刚性出色，但密度却较高，重量相对较重，制备高刚度复合材料产品过程中，所需预浸料层数增加，使得产品重量增加，不满足一些对减重要求较高的产品；同时工艺操作人员铺覆较多层数预浸料时，产品的生产效率也会降低。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种重量轻、刚度高的低密度预浸料，同时提供该低密度预浸料的制备方法。

本发明采用的技术方案，一方面是：

提供一种低密度预浸料，其包含强芯毡增强体，以及环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物用来浸渍所述强芯毡增强体；环氧树脂组合物按重量百分比包括：环氧树脂75wt％～92wt％、固化剂5wt％～15wt％、空心玻璃微珠3wt％～10wt％；强芯毡增强体和环氧树脂组合物的重量比为7:3～2:8。

进一步的，低密度预浸料所用的增强体为强芯毡，呈六边形蜂窝状，面密度为115～300g/m²；

进一步的，环氧树脂组合物中包含的空心玻璃微珠粒径为2～150μm，D50为30～75μm，密度为0.15～0.60g/cm³。

一种低密度预浸料得到的层压板，低密度预浸料固化后即可得到层压板，层压板的密度在0.5g/cm³以下。

本发明的另一方面，还提供一种低密度预浸料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将环氧树脂、空心玻璃微珠、固化剂混合得到环氧树脂组合物；

步骤2：采用一步法制备，将环氧树脂组合物在离型纸上涂覆成树脂膜，与牵引出的强芯毡增强体复合，在热压条件下环氧树脂组合物浸润强芯毡，后经收卷或分切得到低密度的预浸料。

进一步的，制备低密度预浸料时，在离型纸上涂膜采用双面涂覆。

进一步的，低密度预浸料含浸的热压条件为：热压辊间隙在1～3mm之间，热压辊温度为35～75℃。

进一步的，制备的低密度预浸料用于轻量化夹层结构的制造，作为夹层结构中的芯材使用。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的低密度预浸料，其密度在0.5g/cm³，低于常规玻纤、碳纤预浸料的密度，可用于对重量要求较高的复合材料产品的制造；