一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用途
【专利摘要】本发明属于高分子复合材料【技术领域】，涉及一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用途。该复合材料由包含以下重量份的组分制成：100份环氧树脂、8～120份固化剂、0～1.5份促进剂、160～500份碳纤维和230～510份夹芯材料。本发明中选择了碳纤维增强环氧树脂预浸料作为复合材料的外层材料，热塑性塑料作为夹芯材料，通过热压成型，制备笔记本外壳用碳纤维增强复合材料。制得的复合材料具有成本低、质量轻、厚度薄、强度高、耐候性好、散热快、屏蔽好等突出优点。
【专利说明】一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用 途
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子复合材料【技术领域】，涉及一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 笔记本电脑的外壳既是保护机体的最直接的方式，也是影响其散热效果、"体重"、 美观度的重要因素。笔记本电脑常见的外壳用料有：合金外壳有铝镁合金与钛合金、塑料外 壳有碳纤维增强塑料复合材料、玻璃纤维增强塑料复合材料、聚碳酸酯（PC)和PC/ABS合金 材料(聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料共聚物合金材料）等。
[0003] 虽然铝镁合金质质量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，可以高度集成化、轻薄 化、微型化、抗摔及电磁屏蔽和散热的要求,但是坚固耐磨性差,成本较高；钛合金材料散 热、强度、表面质感都优于铝镁合金材质，而且具有更强的韧性，可以超薄化，但是唯一的缺 点就是必须通过焊接等复杂的加工程序，从而衍生出可观的成本，因此十分昂贵；工程塑料 PC、PC/ABS合金是笔记本电脑外壳最常用的材质，PC/ABS既具有PC树脂的优良耐热耐候 性、尺寸稳定性和耐冲击性能，又具有ABS树脂优良的加工流动性，应用在笔记本电脑外壳 等薄壁及复杂形状制品上，可以保持其优异的性能，但是，PC、PC/ABS制造的笔记本电脑外 壳具有质量较重，强度较差，导热性能差等缺点；玻璃纤维增强PC复合材料，具有极好力学 性能、高的耐热性和好的尺寸稳定性，增强PC可极大地提高对环境的抗腐蚀性，其散热性 能也比PC/ABS合金材料较好，热量分散比较均匀，但是PC加工粘度较高，不易加工。
[0004] 连续碳纤维与热固性的环氧树脂复合而成的笔记本电脑外壳，具有质量轻、厚度 薄、强度高、耐候性好、散热快、屏蔽好等突出优点，但是碳纤维的缺点是成本较高，成型没 有ABS外壳容易。现在利用先进的加工技术，可以先成型外壳后再进行模内注射，将塑料结 构件附着在成型好的碳纤维外壳内表面。在本发明中，在碳纤维增强环氧树脂复合材料间 添加夹芯材料，不仅可以大大降低成本，还可以提高复合材料的刚性。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述笔记本电脑外壳现有技术存在的缺陷而提供一 种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] -种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，由包含以下重量份的组分制成：
[0008]
【权利要求】
1. 一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：由包含以下重量份的组分制 成：
2. 根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：所述的 环氧树脂为缩水甘油醚型、缩水甘油酯型或缩水甘油胺型环氧树脂，优选AG-80、AFG-90、 E-20、E-31、E-44、E-51、F-44、F-46、F-51 和 TDE-85 中的一种或一种以上。
3. 根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：所述的固 化剂为胺类固化剂或酸酐类固化剂，优选双氰胺、三氟化硼单乙胺、间苯二胺、二氨基二苯 甲烷、4, 4' -二氨基二苯砜、甲基纳迪克酸酐、十二烷基琥珀酸酐或甲基六氢邻苯二甲酸酐。
4. 根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：所述的固 化剂重量份数优选为〇. 5?1. 5份。
5. 根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：所述的促 进剂为咪唑类或季铵盐类促进剂，优选2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑或苄基三乙基氯 化铵。
6. 根据权利要求1所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：所述的碳 纤维为单向碳纤维或碳纤维织物。
7. 根据权利1所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料，其特征在于：所述的夹芯材 料为极性热塑性塑料板，优选马来酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、马 来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚甲基丙烯酰亚胺、 聚氯乙烯、聚酰胺、热塑性聚氨酯及其发泡材料板中的一种。
8. -种权利要求1?6中任一所述碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料的制备方法，其 特征在于：包括以下步骤： (1) 将100份环氧树脂、8?120份固化剂和0?1. 5份促进剂混合均匀，制备树脂膜， 采用常规技术树脂膜熔融浸渍法，将树脂膜与160?500份碳纤维热熔覆合，制备碳纤维增 强环氧树脂预浸料； (2) 根据笔记本外壳尺寸的要求，将（1)中的碳纤维增强环氧树脂预浸料和230?510 份夹芯材料板裁剪，并按照图1或图2的铺叠顺序铺叠，当选择单向碳纤维增强环氧树脂预 浸料时，夹芯材料板上下两侧均为两层预浸料，为0° /90°铺层；当选择碳纤维织物增强 环氧树脂预浸料时，夹芯材料板上下两侧为单层预浸料； (3 )将步骤（2 )中铺叠好的碳纤维增强环氧树脂预浸料和夹芯材料板放入模具，然后在 平板硫化机中热压固化成型，制得复合材料板； (4)将上述步骤（3)固化好的复合材料板温度在冷压下降至室温，脱模，再将制得的复 合材料板裁剪、修边，即得笔记本外壳用碳纤维增强复合材料。
9. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3)中热压固化成型条件 为：固化压力为0?5MPa，优选1?5MPa，固化温度为120?180°C，固化时间为IOmin? IOh ； 或所述的步骤（4)中冷压条件为：冷压压力3?6MPa，冷压时间10?30min。
10. -种权利要求1-7中任一项所述的碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料在笔记本电 脑外壳方面的应用。
【文档编号】C08L63/00GK104325757SQ201310309899
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2013年7月22日
【发明者】杨桂生, 刘明昌 申请人:上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司