玄武岩纤维超混杂复合板及其制备方法与流程

本发明涉及复合板材技术领域，尤其涉及一种玄武岩纤维超混杂复合板及其制备方法。

背景技术：

目前市场上汽车领域及家装建材领域内的复合板材料品类相似度极高，基本为碳纤维及金属组合，如cn203034213u公开了以碳纤维和钛金属制备碳纤维板材，cn102975441a公开了由碳纤维和细钢丝制得的保温碳纤维板材，可以内置不同数目的细钢丝，提高板材的坚固性。但是这些复合板仍然存在强度低的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供玄武岩纤维超混杂复合板及其制备方法。本发明提供的玄武岩纤维超混杂复合板强度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种玄武岩纤维超混杂复合板，包括依次层叠设置的第一5754铝合金层、第一t700碳纤维-bh-01环氧树脂层、第一玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、mg-al-zn-mn镁合金层、第二玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、第二t700碳纤维-bh-01环氧树脂层和第二5754铝合金层，任意相邻两层之间设置层间热塑性树脂。

优选地，所述第一5754铝合金层、第一t700碳纤维-bh-01环氧树脂层、第一玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、mg-al-zn-mn镁合金层、第二玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、第二t700碳纤维-bh-01环氧树脂层和第二5754铝合金层的厚度比为1:1:0.3:1:0.3:1:1。

优选地，所述玄武岩纤维超混杂复合板的厚度为2.24mm。

优选地，所述热塑性树脂为hpep树脂。

优选地，所述层间热塑性树脂的厚度为＜0.1mm。

本发明提供了上述技术方案所述玄武岩纤维超混杂复合板的制备方法，包括以下步骤：

将5754铝合金板材和mg-al-zn-mn镁合金板材分别进行预处理，得到预处理的5754铝合金板材和mg-al-zn-mn镁合金板材；

对所述预处理的5754铝合金板材和mg-al-zn-mn镁合金板材进行喷丸处理，得到粗化5754铝合金板材和粗化mg-al-zn-mn镁合金板材；

提供t700碳纤维预浸料-bh-01环氧树脂和玄武岩纤维预浸料-bh-01环氧树脂；

在所述粗化的5754铝合金板材单面和mg-al-zn-mn镁合金板材双面涂覆热塑性树脂后，按照第一5754铝合金层、第一t700碳纤维-bh-01环氧树脂层、第一玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、mg-al-zn-mn镁合金层、第二玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、第二t700碳纤维-bh-01环氧树脂层和第二5754铝合金层的顺序铺层，得到铺层玄武岩纤维超混杂复合板；

将所述铺层玄武岩纤维超混杂复合板进行固化处理，得到玄武岩纤维超混杂复合板。

优选地，所述固化处理的温度为120℃，固化处理的压力为0.6mpa，固化处理的时间为80分钟。

优选地，所述喷丸处理的参数独立地为：压力0.2～0.8mpa，喷丸速度20m/s，喷丸距离200mm，喷丸时间20～50min。

优选地，，所述t700碳纤维预浸料-bh-01环氧树脂中t700碳纤维的质量含量为60％。

优选地，所述玄武岩纤维预浸料-bh-01环氧树脂中玄武岩纤维的质量含量为60％。

本发明提供了一种玄武岩纤维超混杂复合板，包括依次层叠设置的第一5754铝合金层、第一t700碳纤维-bh-01环氧树脂层、第一玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、mg-al-zn-mn镁合金层、第二玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、第二t700碳纤维层-bh-01环氧树脂层和第二5754铝合金层，任意相邻两层之间设置层间热塑性树脂。本发明中5754铝合金、mg-al-zn-mn镁合金、t700碳纤维与玄武岩纤维能够形成玄武岩纤维超混杂复合板，形成了超混杂效应，5754铝合金、mg-al-zn-mn镁合金能够提高玄武岩纤维超混杂复合板的强度。实施例的试验数据表明，本发明提供的玄武岩纤维超混杂复合板密度为1.82g-cm³，拉伸强度为470mpa，拉伸模量为65gpa，延伸率达到了6.1％，压缩强度为378mpa，弯曲强度为485mpa，弯曲模量为68gpa。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例1制得的玄武岩纤维超混杂复合板的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种玄武岩纤维超混杂复合板，包括依次层叠设置的第一5754铝合金层、第一t700碳纤维-bh-01环氧树脂层、第一玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、mg-al-zn-mn镁合金层、第二玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、第二t700碳纤维层-bh-01环氧树脂层和第二5754铝合金层，任意相邻两层之间设置层间热塑性树脂。

在本发明中，所述第一5754铝合金层、第一t700碳纤维-bh-01环氧树脂层、第一玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、mg-al-zn-mn镁合金层、第二玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、第二t700碳纤维层-bh-01环氧树脂层和第二5754铝合金层的厚度比优选为1:1:0.3:1:0.3:1:1。

在本发明中，所述玄武岩纤维超混杂复合板的厚度优选为2.24mm。

在本发明中，所述热塑性树脂优选为hpep树脂。本发明对所述hpep树脂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。

在本发明中，所述层间热塑性树脂的厚度优选为＜0.1mm，更优选为[0.05,0.1)mm。

图1为本发明制得的玄武岩纤维超混杂复合板的结构示意图，其中1为第一5754铝合金层，2为第一t700碳纤维-bh-01环氧树脂层，3为第一玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层，4为mg-al-zn-mn镁合金层，5为第二玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层，6为第二t700碳纤维层-bh-01环氧树脂层，7为第二5754铝合金层。

本发明提供了上述技术方案所述玄武岩纤维超混杂复合板的制备方法，包括以下步骤：

将5754铝合金板材和mg-al-zn-mn镁合金板材分别进行预处理，得到预处理的5754铝合金板材和mg-al-zn-mn镁合金板材；

对所述预处理的5754铝合金板材和mg-al-zn-mn镁合金板材进行喷丸处理，得到粗化5754铝合金板材和粗化mg-al-zn-mn镁合金板材；

提供t700碳纤维预浸料-bh-01环氧树脂和玄武岩纤维预浸料-bh-01环氧树脂；

在所述粗化5754铝合金板材单面和粗化mg-al-zn-mn镁合金板材双面涂覆热塑性树脂后，按照第一t700碳纤维-bh-01环氧树脂层、第一玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、mg-al-zn-mn镁合金层、第二玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、第二t700碳纤维-bh-01环氧树脂层和第二5754铝合金层的顺序铺层，得到铺层玄武岩纤维超混杂复合板；

将所述铺层玄武岩纤维超混杂复合板进行固化处理，得到玄武岩纤维超混杂复合板。

本发明将5754铝合金板材和mg-al-zn-mn镁合金板材分别进行预处理，得到预处理的5754铝合金板材和mg-al-zn-mn镁合金板材。在本发明中，所述预处理独立地优选依次包括碱洗除油、第一水洗、酸洗除表面层、中和、第二水洗、磷化、第三水洗、烘干。本发明对所述碱洗除油、第一水洗、酸洗除表面层、中和、第二水洗、磷化、第三水洗、烘干的具体操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。在本发明中，所述5754铝合金板材优选为单面预处理，所述mg-al-zn-mn镁合金板材优选为双面预处理。

得到预处理的5754铝合金板材和mg-al-zn-mn镁合金板材后，本发明对所述预处理的5754铝合金板材和mg-al-zn-mn镁合金板材进行喷丸处理，得到粗化5754铝合金板材和粗化mg-al-zn-mn镁合金板材。在本发明中，所述喷丸处理的参数独立地优选为：压力0.2～0.8mpa，喷丸速度20m/s，喷丸距离200mm，喷丸时间20～50min。在本发明中，所述喷丸处理优选在射吸式喷丸处理机中进行。在本发明中，所述喷丸处理使零件表层发生塑性变形，而形成强化层。

在本发明中，所述预处理的5754铝合金板材优选为单面喷丸处理。

本发明提供t700碳纤维预浸料-bh-01环氧树脂和玄武岩纤维预浸料-bh-01环氧树脂。在本发明中，所述t700碳纤维预浸料-bh-01环氧树脂中t700碳纤维的质量含量优选为60％。

本发明对所述t700碳纤维预浸料-bh-01环氧树脂和玄武岩纤维预浸料-bh-01环氧树脂的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的组合物的制备方法制得即可。

在本发明中，所述玄武岩纤维预浸料-bh-01环氧树脂中玄武岩纤维的质量含量优选为60％。

在本发明中，所述玄武岩纤维的直径优选为10微米。

得到粗化的5754铝合金板材和mg-al-zn-mn镁合金板材后，本发明在所述粗化的5754铝合金板材单面和mg-al-zn-mn镁合金板材双面涂覆热塑性树脂后，按照第一5754铝合金层、第一t700碳纤维-bh-01环氧树脂层、第一玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、mg-al-zn-mn镁合金层、第二玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层、第二t700碳纤维-bh-01环氧树脂层和第二5754铝合金层的顺序铺层，得到铺层玄武岩纤维超混杂复合板。

本发明对所述铺层的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。

得到铺层玄武岩纤维超混杂复合板后，本发明将所述铺层玄武岩纤维超混杂复合板进行固化处理，得到玄武岩纤维超混杂复合板。在本发明中，所述固化处理的优选温度为120～150℃，固化处理的压力优选为0.2～0.6mpa，更优选为0.3mpa，固化处理的保温时间优选为50～90分钟，更优选为80分子。在本发明中，升温至所述固化处理温度的升温速率优选为5℃/min。在本发明中，所述固化处理的保温时间以升温至固化处理的温度时开始计算。

在本发明中，所述固化处理优选在热压机中进行。

固化处理完成后，本发明优选将固化处理产物冷却，得到玄武岩纤维超混杂复合板。在本发明中，所述冷却优选为随炉冷却。

下面结合实施例对本发明提供的玄武岩纤维超混杂复合板及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

将厚度为0.35mm，长宽为150mm的5754铝合金板材的单面和mg-al-zn-mn镁合金板材的双面进行碱洗除油、水洗、酸洗除表面层、中和、水洗、磷化、水洗、烘干，获得预处理的金属板材。

采用射吸式喷丸对预处理的金属板材表面进行喷丸处理。压力为0.2mpa，喷丸速度为20m-s，喷丸距离控制在200mm，喷丸时间为20min。

高温情况下，在金属板表面涂覆一层0.05mm厚的hpep树脂层。

将t700碳纤维预浸料-bh-01环氧树脂(t700碳纤维的质量分数为60％)裁切成150mm×150mm的方块备用，将玄武岩纤维预浸料-bh-01环氧树脂(玄武岩纤维的质量分数为60％)裁切成150mm×150mm的方块备用。

将表面粗粒化并涂有hpep树脂的5754铝合金板、mg-al-zn-mn镁合金板，与t700碳纤维预浸料-bh-01环氧树脂、玄武岩纤维预浸料-bh-01环氧树脂，按照图1所示的复合结构进行铺层。

图1为本发明制得的玄武岩纤维超混杂复合板的结构示意图，其中1为第一5754铝合金层，2为第一t700碳纤维-bh-01环氧树脂层，3为第一玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层，4为mg-al-zn-mn镁合金层，5为第二玄武岩纤维-bh-01环氧树脂层，6为第二t700碳纤维层-bh-01环氧树脂层，7为第二5754铝合金层。

将铺层的超混杂复合材料板放入热压机中进行固化，固化工艺为以5℃-min的速率升至120℃，加压0.6mpa，然后保温80分钟，随炉降到室温，得到玄武岩纤维超混杂复合板，厚度为2.24mm。

对实施例1制得的玄武岩纤维超混杂复合板进行性能测试，结果如下：密度为1.82g-cm³，拉伸强度为470mpa，拉伸模量为65gpa，延伸率达到了6.1％，压缩强度为378mpa，弯曲强度为485mpa，弯曲模量为68gpa。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。