一种高强度的碳纤维层压板的制作方法

本实用新型涉及一种碳纤维层压板，尤其是涉及一种高强度的碳纤维层压板。属于复合材料技术领域。

背景技术：

碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，做成结构材，例如碳纤维层压板。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量等综合指标在现有结构材料中是最高的，同时，在耐化性、耐疲劳性等方面又颇具有优势，所以其不但在航空、航天等军事领域率先得到广泛应用，在民生领域比如建筑材料、文化体育、汽车、电子、医疗等领域也快速发展，成为先进复合材料的首选。

现有技术中，碳纤维层压板主要由环氧树脂树脂在高粘度状态与碳纤维复合，容易在碳纤维和树脂界面之间产生空洞等缺陷，存在强度较弱、稳定性较差和强度较弱等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的，是为了解决现有技术的碳纤维层压板存在强度较弱和稳定性较差等问题，提供一种高强度的碳纤维层压板，该碳纤维层压板具有碳纤维和树脂界面之间结构紧密、稳定性好和强度强等特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高强度碳纤维层压板，包括碳纤维增强层，其结构特点在于：在所述碳纤维增强层的上、下表面涂覆有碳纤维预浸层，在所述碳纤维预浸层外侧面涂覆有功能基体层，即在碳纤维增强层1的上、下表面依次涂覆上碳纤维预浸层、功能基体层，形成碳纤维预浸料层，形成高强型碳纤维层结构；由一层或多层碳纤维预浸料层组合，经高温高压成型制得具有高强度的碳纤层压板；在由二层以上碳纤维预浸料层组合构成的碳纤层压板中，相邻层的碳纤维预浸料层之间通过功能基体层连接成一体，经过高温高压成型后形成一紧密式一体连接结构。

为了实现上述目的，本实用新型还可以采用以下技术方案：

进一步地，可以由3-20层碳纤维预浸料层叠合，经高温高压成型制得具有高强度的碳纤层压板。

进一步地，所述碳纤维增强层可以由碳纤维布和长碳纤维混合构成。

进一步地，所述碳纤维布和长碳纤维经过电化学氧化表面处理。

进一步地，所述碳纤维预浸层的厚度可以为0.005mm-0.1mm；进一步优选可以为0.01mm-0.07mm。

进一步地，所述碳纤维预浸层可以由双环氧基活性稀释剂、双环氧基聚醚改性有机硅烷和咪唑均匀混合后涂覆在碳纤维增强层1的上、下表面构成。

进一步地，所述双环氧基活性稀释剂优选粘度在50-80mPa.s(25℃)范围的活性稀释剂和聚醚改性有机硅烷。

上述预浸层能有效降低与碳纤维表面的接触角，提升预浸层对碳纤维的浸润性，并有利于气泡的排出。

进一步地，所述的功能基体层可以由环氧树脂、固化剂和促进剂均匀混合后涂覆在碳纤维预浸层的外侧面构成。

进一步地，所述环氧树脂可以为双酚F型环氧树脂，特别优选EEW在100-300g/eq范围的双酚F型环氧树脂。

本实用新型具有以下突出的技术特点和有益效果：

1、本实用新型由于在所述碳纤维增强层的上、下表面涂覆有碳纤维预浸层，在所述碳纤维预浸层外侧面涂覆有功能基体层，即在碳纤维增强层的上、下表面依次涂覆上碳纤维预浸层、功能基体层，形成碳纤维预浸料层，形成高强型碳纤维层结构；在由二层以上碳纤维预浸料层组合构成的碳纤层压板中，相邻层的碳纤维预浸料层之间通过功能基体层连接成一体，经过高温高压成型后形成一紧密式一体连接结构；因此能够解决现有技术的碳纤维层压板存在强度较弱和稳定性较差等问题，具有碳纤维和树脂界面之间结构紧密、稳定性好和强度强等特点和有益效果。

2、本实用新型高强度碳纤维层压板中，在碳纤维增强层和功能基体层之间增加了预浸层，预浸层大大降低了与碳纤维表面的接触角，提升了预浸层于碳纤维的浸润效果，在预浸层于碳纤维表面形成有效的界面层。从而进一步提升碳纤维增复合材料的强度和综合性能。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的截面结构示意图。

图2是本实用新型实施例2的截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

具体实施例1：

参照图1，本实施例包括碳纤维增强层11，在所述碳纤维增强层11的上、下表面涂覆有碳纤维预浸层12，在所述碳纤维预浸层12外侧面涂覆有功能基体层13，即在碳纤维增强层11的上、下表面依次涂覆上碳纤维预浸层12、功能基体层13，形成碳纤维预浸料层1，形成高强型碳纤维层结构；由一层碳纤维预浸料层1组合，经高温高压成型制得具有高强度的碳纤层压板。

本实施例中：

所述碳纤维增强层11由碳纤维布和长碳纤维混合构成。所述碳纤维布和长碳纤维经过电化学氧化表面处理。所述碳纤维预浸层12的厚度为0.005mm-0.1mm；进一步优选为0.01mm-0.07mm。所述碳纤维预浸层12由双环氧基活性稀释剂、双环氧基聚醚改性有机硅烷和咪唑均匀混合后涂覆在碳纤维增强层11的上、下表面构成。所述双环氧基活性稀释剂优选粘度在50-80mPa.s(25℃)范围的活性稀释剂和聚醚改性有机硅烷。

所述预浸层能有效降低与碳纤维表面的接触角，提升预浸层对碳纤维的浸润性，并有利于气泡的排出。

本实施例包含一层碳纤维预浸料层1，所述碳纤维预浸料层1由一层碳纤维增强层11、两层预浸层12和两层功能基体层13构成。所述两个预浸层12涂覆于碳纤维增强层11的上下表面，所述的两个功能基体层13涂覆于两个预浸层12的外侧。所述碳纤维增强层11为基重100g/m2的碳纤维布。所述预浸层厚度为0.03mm。经叠合并在温度为120-250℃和压力10-50kg/cm²的条件下制得具有高强度的碳纤维层压板。

所述碳纤维增强层11可以采用常规技术的碳纤维增强层结构，所述预浸层12可以采用常规技术的预浸层结构，所述功能基体层13可以采用常规技术的功能基体层结构。

具体实施例2：

参照图2，本实施例2的特点是：由二层碳纤维预浸料层1组合，经高温高压成型制得具有高强度的碳纤层压板。所构成的碳纤层压板中，相邻层的碳纤维预浸料层1之间通过功能基体层13连接成一体，经过高温高压成型后形成一紧密式一体连接结构。各层碳纤维预浸料层1的结构构成与具体实施例相同。

本实施例包含二层碳纤维预浸料层1，所述碳纤维预浸料层1各由一层碳纤维增强层11、两层预浸层12和两层功能基体层13构成。所述二层预浸层12涂覆于碳纤维增强层11的上下表面，所述的两层功能基体层13涂覆于两个预浸层12的外侧。所述碳纤维增强层11为基重100g/m2的碳纤维布。所述预浸层厚度为0.02mm。经叠合并在温度为120-250℃和压力10-50kg/cm²的条件下制得具有高强度的碳纤维层压板。

其他具体实施例：

本实用新型其他具体实施例的特点是：由3层、4层、5层、6层、7层、9层、10层、12层、13层、15层、16层、18层或20层碳纤维预浸料层1叠合，经高温高压成型制得具有高强度的碳纤层压板。相邻层的碳纤维预浸料层1之间通过功能基体层13连接成一体，经过高温高压成型后形成一紧密式一体连接结构。

以上实施例只是优选实施方式说明，可根据需求选择不同层数的预浸料、不同厚度的预浸层、不同类型的碳纤维等。在120-250℃温度和10-50kg/cm²压力条件下成型，便可制成具有高强度的碳纤维层压板。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但对本领域的技术人员来说，可以根据使用新型的技术方案和构想作出其他各种相应的改变，而所有的这些改变和变形均属于本实用新型所属的保护范围。