一种纤维金属层合板及其制备方法_2

文档序号:9760646阅读:来源:国知局
发明中,对于上述纤维布的厚度没有特殊限制,具体可W在较大范围内变动,优 选情况下,所述纤维布的厚度为0.
[0036] 根据本发明,具体采用的短切纤维选自玻璃纤维、碳纤维、芳绝纤维中的一种或多 种。优选情况下,短切纤维的长度为6-30mm,短切纤维的截面直径10-30 μ m,利于有效的提 高纤维金属层合板内各层之间的结合力。
[0037] 如所述步骤S1,需将短切纤维均匀的分散于纤维布表面,W便通过后续的针刺处 理将短切纤维均匀的插入纤维布内。具体的,在纤维布表面分布短切纤维的方法可w为常 规的各种,例如,可在空气中,将短切纤维均匀的分布于纤维布表面。本发明中,为使短切纤 维更好的分散,优选情况下,将纤维布置于乙醇溶液中,在超声作用下加入所述短切纤维, 待短切纤维沉积于纤维布表面后取出惊干。上述方法中,超声作用为现有技术中的常规方 法,例如可采用5-50KHZ进行处理。
[0038] 在纤维布表面分散短切纤维时,短切纤维的量可根据实际情况进行调整,本发明 中,优选情况下,相对于纤维布的面积,所述短切纤维的加入量0. 1-lg/cm2。
[0039] 根据本发明,在纤维布表面分散上述短切纤维后,需通过采用针刺机对位于纤维 布表面的短切纤维进行针刺处理,使短切纤维局部插入所述纤维布内。本发明中,上述针刺 处理的具体方法为:针刺密度为100-250针/cm 2,针刺深度为0. 1-0. 5mm。
[0040] 可W理解的,通过上述针刺处理后,部分短切纤维的局部被扎入纤维布内。同时, 不可避免的存在部分短切纤维未被扎入的情况,此时,需将该部分未被扎入的短切纤维清 除。所述去处多余短切纤维的方法可W为:采用0. 1-lMPa的压缩空气吹扫纤维布表面。
[0041] 根据本发明,当纤维布的两个表面均需与金属层结合时,可根据需要在纤维布的 另一表面通过针刺处理插入短切纤维。具体为:在所述步骤S2之后还包括将纤维布翻转 后,在纤维布的另一面上重复步骤S1和S2,得到两个表面上均插有短切纤维的纤维布。
[0042] 通过上述处理在纤维布表面插入短切纤维后,如步骤S3所述,需对纤维布进行预 浸处理,使纤维布表面附上粘结树脂。本发明中,上述预浸处理的具体方法可W为现有的, 例如,将表面插有短切纤维的纤维布在粘结树脂中预浸10-60min。
[0043] 本发明中,上述预浸处理时采用的粘结树脂可W为本领域常用的各种树脂溶液, 例如所述的粘结树脂可W是丙締酸树脂、环氧树脂、聚氨醋树脂中的一种或多种,优选采用 环氧树脂。上述预浸处理后所采用的环氧树脂的具体配方可W为:环氧树脂100份,优选 E-51型环氧树脂;聚讽树脂40-60份;双氯胺固化剂10-20份;Ξ氯甲烧溶剂300-350份。
[0044] 通过上述预浸处理后,将纤维布取出,即可在纤维布表面附上一层树脂层。对于 上述树脂层,其厚度没有特殊限制,优选情况下,在纤维布表面形成厚度为0. l-2mm的树脂 层。
[0045] 此时,插设于纤维布表面的短切纤维位于纤维布W外的局部基本位于上述树脂层 内,上述树脂层固化后,即可实现短切纤维的该第二局部在树脂粘结层内与树脂粘结层固 定为一体。
[0046] 当纤维布两个表面均插设有短切纤维时,经过上述预浸处理后,纤维布两个表面 上的短切纤维均局部位于树脂层内。
[0047] 根据本发明,如步骤S4,将预浸处理后的纤维布与金属层层叠。层叠时,需使纤维 布上具有短切纤维的表面朝向金属层,层叠后纤维布表面的树脂层即与金属层接触。
[0048] 对于上述金属层,可采用现有的常规金属层,例如可W选自侣合金板、铁合金板、 钢板中的一种。其厚度可在较大范围内变动,优选情况下,所述金属层的厚度为0. l-2mm。
[0049] 为进一步提高纤维金属层合板内各层之间的结合力,优选情况下,所述步骤S4 中,包括先对金属层表面进行造孔处理,在金属层表面形成平均孔径为15-50 μ m的微孔, 然后将金属层具有微孔的表面与纤维布进行贴合并进行热压。
[0050] 本发明中,在上述金属层表面造孔的方法可W采用化学领域常用的各种方法,例 如所述造孔处理的方法为化学蚀刻、激光造孔、电弧造孔或电化学氧化法中的一种。
[0051] 优选情况下,尤其是当金属层为侣合金材质时,采用阳极氧化法对金属层进行造 孔处理。上述阳极氧化方法为现有技术中所公知的,例如W金属层为侣合金材质为例,上述 阳极氧化方法为:采用浓度为100-250g/L的H2SO4作为电解液,在20-30°C下,采用10-20V 的电压处理10-30min。上述激光造孔方法为:采用脉冲式光纤激光器,波长为1.7 μ m。脉 冲重复频率为1000-5000HZ,微孔间距设置0. 01-0. 2mm,扫描速度5000-12000mm/s,转孔时 间 l〇-30ms。
[0052] 如前所述,当需制备具有两个金属层和两个树脂粘结层的限位金属层合板时,所 述步骤S4中,包括将金属层、预浸处理后的纤维布、金属层依次层叠并热压。
[0053] 根据本发明,最后需要通过热压将粘结树脂固化,并使纤维布和金属层结合为一 体。
[0054] 具体热压方法为本领域所常用的,优选情况下,所述热压方法为:在140-200°C、 0. l-20MPa压力下热压10-30min,然后冷却后卸压。
[0055] 通过上述方法即可制备得到本发明提供的纤维金属层合板
[0056] W下通过实施例对本发明进行进一步的说明。 阳化7] 实施例1
[0058] 本实施例用于说明本发明公开的纤维金属层合板及其制备方法。
[0059] 纤维布选用厚度为0. 4mm的玻璃纤维布(200mmX 200mm)。金属层材质选用侣合金 6061,金属层厚度为0. 4mm。 W60] 短切纤维采用截面直径为14 μ m,长度为15mm的玻璃纤维。
[0061] 将纤维布平铺于盛有乙醇的溶液中,在25KHZ超声作用下均匀加入lOOg短切纤 维,待短切纤维沉积于纤维布表面后取出惊干。
[0062] 在针刺机上对表面分布有短切纤维的纤维布进行针刺处理,针刺密度为200针/ cm2,针刺深度为0. 3mm。 阳06引然后采用0. 2MPa的压缩空气将多余的短切纤维除去。
[0064] 将表面插有短切纤维的纤维布浸入环氧树脂溶液(包括E-51型环氧树脂100份, 聚讽树脂50份,双氯胺固化剂12份,Ξ氯甲烧溶剂320份)中30min,在纤维布表面形成 0.2mm厚的树脂层。 W65] 并将金属层在浓度为200g/L的H2SO4电解液中,25°C下在采用15V的电压处理 22min,在金属层表面形成阳极氧化膜,阳极氧化膜表面具有平均孔径为15-50 μ m的微孔。
[0066] 再将金属层、纤维布、金属层依次层叠,并且金属层表面的阳极氧化膜与纤维布表 面的树脂层贴合。然后在165°C下,W2MPa的压力热压20min。然后冷却、卸压。
[0067] 得到纤维金属层合板S1。 W側 实施例2
[0069] 本实施例用于说明本发明公开的纤维金属层合板及其制备方法。
[0070] 采用实施例1的方法制备纤维金属层合板。不同的是:
[0071] 金属层厚度为0. 2mm。
[0072] 将金属层、纤维布、金属层、纤维布、金属层依次层叠,并且金属层表面的阳极氧化 膜与纤维布表面的树脂层贴合。
[0073] 得到纤维金属层合板S2。
[0074] 实施例3
[00巧]本实施例用于说明本发明公开的纤维金属层合板及其制备方法。
[0076] 采用实施例1的方法制备纤维金属层合板。不同的是:
[0077] 采用激光微孔处理代替阳极氧化处理,激光微孔处理方法为:采用脉冲式光纤激 光器,波长1. 7 μ m。脉冲重复频率为2200化,微孔间距设置为0. 05mm,扫描速度为10000mm/ S,转孔时间为12ms。
[0078] 得到纤维金属层合板S3。
[0079] 实施例4
[0080] 本实施例用于说明本发明公开的纤维金属层合板及其制备方法。
[0081] 纤维布选用厚度为1. 8mm的碳纤维布(200mmX 200mm)。金属层材质选用侣合金 6061,金属层厚度为1. 2mm。
[0082] 短切纤维采用截面直径为26 μ m,长度为6mm的玻璃纤维。
[0083] 将纤维布平铺于盛有乙醇的溶液中,在25KHZ超声作用下均匀加入lOOg短切纤 维,待短切纤维沉积于纤维布表面后取出惊干。
[0084] 在针刺机上对表面分布有短切纤维的纤维布进行针刺处理,针刺密度为120针/ cm2,针刺深度为0. 5mm。
[00财然后采用0. 2MPa的压缩空气将多余的短切纤维除去。
[0086] 将表面插有短切纤维的纤维布浸入环氧树脂溶液(包括E-51型环氧树脂100份, 聚讽树脂50份,双氯胺固化剂12份,Ξ氯甲烧溶剂320份)中
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