本發(fā)明屬于玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種輕質(zhì)低成本抗沖擊性預(yù)浸料復(fù)合板的層疊結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：目前，玻璃纖維增強(qiáng)材料從基體樹(shù)脂狀態(tài)分主要有兩類(lèi)：玻璃纖維熱固性樹(shù)脂、玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂。熱固性樹(shù)脂能給復(fù)合材料帶來(lái)優(yōu)異的抗沖擊性能，但是它成型效率低，耐候性差，使用周期短，并且不能二次使用，不利于材料的回收與循環(huán)利用。熱塑性樹(shù)脂能多次加熱成型，有利于材料的二次使用。玻璃纖維增強(qiáng)材料從纖維狀態(tài)分主要有兩類(lèi)：連續(xù)長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)、短切長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)。單向長(zhǎng)纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料（日本特開(kāi)昭60-36136號(hào)公報(bào)）是以帶狀(tape狀)長(zhǎng)玻璃纖維在一方向拉齊、使其中含浸樹(shù)脂而得到的預(yù)浸料。這種方式形成的預(yù)浸料在垂直于帶狀增強(qiáng)纖維束的方向能獲得很好的抗沖擊性能，而預(yù)浸料通過(guò)不同方向的疊加后能在不同方向都獲得優(yōu)異的抗沖擊性能。但是它的缺點(diǎn)是：纖維束整個(gè)截面方向上各個(gè)位置都良好地含浸熔融樹(shù)脂比較困難；單向預(yù)浸料片材只能獲得單方向優(yōu)異抗沖擊性能?？v橫交錯(cuò)的編織狀長(zhǎng)纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料是將經(jīng)緯編織的長(zhǎng)玻璃纖維通過(guò)樹(shù)脂浸漬而得到的預(yù)浸料，其具有高柔韌性，縱橫向的抗沖擊性能優(yōu)異。它的問(wèn)題在于：原本直線的增強(qiáng)纖維對(duì)齊中易產(chǎn)生局部扭曲，即彎曲或“扭結(jié)”，這導(dǎo)致材料應(yīng)力集中和微裂紋的風(fēng)險(xiǎn)，也容易降低其抗沖強(qiáng)度。短切長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料是短切玻璃纖維隨意地分散在樹(shù)脂中的預(yù)浸料，制備這種預(yù)浸料的設(shè)備要求低，克重范圍寬（克重≥200g/m2），預(yù)浸料各向同性，具有較好的抗沖擊性。但該預(yù)浸料無(wú)法獲得像連續(xù)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料那樣的增強(qiáng)效果。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于改善以上不足，提供一種層疊預(yù)浸料復(fù)合板的復(fù)合材料，可以作為一種輕質(zhì)、低成本、具備優(yōu)異抗沖擊性能的增強(qiáng)材料或者表皮材料。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：本發(fā)明公開(kāi)了一種輕質(zhì)低成本抗沖擊性層疊預(yù)浸料復(fù)合板材，所述的復(fù)合板是由預(yù)浸料上表皮、功能性芯材、預(yù)浸料下表皮復(fù)合的三明治結(jié)構(gòu)。作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的預(yù)浸料上表皮為短切長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的復(fù)合材料，玻璃纖維與熱塑性樹(shù)脂重量比為4:6～6:4，總克重≥200g/m2。作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的預(yù)浸料下表皮為短切長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的復(fù)合材料，玻璃纖維與熱塑性樹(shù)脂重量比為4:6～6:4，總克重≥200g/m2。作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的短切長(zhǎng)玻璃纖維的長(zhǎng)度為25～100mm，在熱塑性樹(shù)脂中呈網(wǎng)狀交叉結(jié)構(gòu)。作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的熱塑性樹(shù)脂為改性聚丙烯，熔指為50～100g/10min。作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的熱塑性樹(shù)脂狀態(tài)為粉料或膠膜狀。作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的預(yù)浸料上下表皮為多層短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的復(fù)合材料的相互疊加。主要作用為增強(qiáng)表皮沖擊強(qiáng)度。預(yù)浸料上下表皮短切玻璃纖維的長(zhǎng)度、短切玻璃纖維與熱塑性樹(shù)脂的重量比、總克重都可以根據(jù)上表皮與下表皮的作用不同而不同。作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的功能性芯材是短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料、單向長(zhǎng)纖維預(yù)浸料、網(wǎng)格玻纖布、twintex預(yù)浸料、編織纖維預(yù)浸料的一種或者幾種的疊加。根據(jù)產(chǎn)品的作用不同可選擇不同類(lèi)型的芯材：短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂片材、編織纖維預(yù)浸料與網(wǎng)格玻纖布作為芯材均能給板材提供縱橫向均勻的耐沖擊性能，網(wǎng)格玻纖布、編織纖維預(yù)浸料對(duì)沖擊能力的緩沖作用會(huì)更明顯；單向纖維預(yù)浸料作為芯材能給板材提供垂直于長(zhǎng)纖維方向優(yōu)異的耐沖擊性能，也可以將單向纖維預(yù)浸料以多角度方向疊加壓制，分別在不同方向提供優(yōu)異的耐沖擊性能。作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的疊加是同方向或者異方向的疊加，疊加順序可以根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際性能需求。作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的疊加是垂直疊加。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的有益效果如下：1、短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂表皮光滑、粘結(jié)力強(qiáng)，本發(fā)明中的層壓預(yù)浸料復(fù)合板可作為任意材質(zhì)的表皮，具有明顯的增強(qiáng)效果；也可單獨(dú)作為板材使用。2、相比傳統(tǒng)的預(yù)浸料增強(qiáng)層，本發(fā)明中的層壓預(yù)浸料復(fù)合板工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投入低，工序少；相比熱固性纖維增強(qiáng)材料，本發(fā)明中的層壓預(yù)浸料復(fù)合板具有熱塑性的特點(diǎn)，可多次模壓成型，粉碎后造?；厥绽?。3、將不同結(jié)構(gòu)的纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂材料組合在一起形成“三明治”結(jié)構(gòu)，具有“皮-芯”效果，一方面滿足層壓預(yù)浸料復(fù)合板與其他材料的粘結(jié)，另一方面“皮”層成本較“芯”層低，“皮”層的短切玻璃纖維在熱塑性樹(shù)脂中呈交叉鋪網(wǎng)，具有均質(zhì)性，在達(dá)到同樣的沖擊強(qiáng)度下可降低總體成本。4、這種“三明治”結(jié)構(gòu)使層壓預(yù)浸料復(fù)合板的克重與結(jié)構(gòu)具有可控性，滿足不同產(chǎn)品所需的強(qiáng)度、重量要求。5、短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂表皮層賦予層壓預(yù)浸料很好的成型性，制品形狀飽滿。板材的成型過(guò)程中，在熱壓的作用下，短切玻璃纖維在高熔指的樹(shù)脂中具有很好的流動(dòng)性。而其他連續(xù)長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料板材在成型過(guò)程中，由于長(zhǎng)纖維的限制，易出現(xiàn)玻纖勒痕和R角不飽滿問(wèn)題。附圖說(shuō)明圖1為層疊預(yù)浸料復(fù)合板結(jié)構(gòu)示意圖；1為上表皮；2為芯材；3為下表皮。圖2為不同材料成型后R角效果圖；圖中，1為實(shí)施例1的成型R角圖；2為對(duì)比例1的成型R角圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例及對(duì)比例對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1預(yù)浸料上表皮1為短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的復(fù)合材料，玻璃纖維與熱塑性樹(shù)脂重量比為4:6，克重為350g/m2。短切玻璃纖維的長(zhǎng)度為25mm，在熱塑性樹(shù)脂中呈網(wǎng)狀交叉結(jié)構(gòu)，熱塑性樹(shù)脂為改性聚丙烯膠膜，熔指為50g/10min，克重為105g/m2。預(yù)浸料下表皮3結(jié)構(gòu)與克重同預(yù)浸料下表皮3。芯材2為短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的復(fù)合材料，結(jié)構(gòu)及克重同預(yù)浸料上表皮1。把上面三層材料用復(fù)合機(jī)壓制在一起，形成1050g/m2的層壓預(yù)浸料復(fù)合板，可用于車(chē)內(nèi)飾材料地板、備胎蓋等材料的表皮，能起到增強(qiáng)的作用。將1050g/m2的層壓預(yù)浸料復(fù)合板與瓦楞紙芯板復(fù)合成備胎蓋蓋板材料，結(jié)構(gòu)為層壓預(yù)浸料/瓦楞紙芯板/層壓預(yù)浸料。下表為瓦楞紙復(fù)合板的力學(xué)數(shù)據(jù)。從上表數(shù)據(jù)可以看出，層壓預(yù)浸料復(fù)合板與瓦楞紙芯板復(fù)合成備胎蓋蓋板材料后，其性能數(shù)據(jù)可滿足備胎蓋材料要求。實(shí)施例2預(yù)浸料上表皮1為短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的復(fù)合材料，玻璃纖維與熱塑性樹(shù)脂重量比為6:4，克重為350g/m2。短切玻璃纖維的長(zhǎng)度為100mm，在熱塑性樹(shù)脂中呈網(wǎng)狀交叉結(jié)構(gòu)，熱塑性樹(shù)脂為改性聚丙烯膠膜，熔指為100g/10min，克重為70g/m2。預(yù)浸料下表皮3結(jié)構(gòu)與克重同預(yù)浸料下表皮3。芯材2為單向長(zhǎng)纖維預(yù)浸料，單張克重350g/m2。把上面三層材料用復(fù)合機(jī)壓制在一起，形成1050g/m2的層壓預(yù)浸料復(fù)合板。可用于貨車(chē)車(chē)廂材料聚丙烯蜂窩板的表皮，能起到增強(qiáng)的作用。實(shí)施例3實(shí)施例3的上下表皮3層材料與結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，不同的是芯層：芯材2為網(wǎng)格玻纖布，單張克重350g/m2。把上面三層材料用復(fù)合機(jī)壓制在一起，形成1050g/m2的層壓預(yù)浸料復(fù)合板。實(shí)施例4預(yù)浸料上表皮1為短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的復(fù)合材料，玻璃纖維與熱塑性樹(shù)脂重量比為6:4，克重為1050g/m2。預(yù)浸料下表皮3結(jié)構(gòu)與克重同預(yù)浸料下表皮3。芯材2為編織纖維預(yù)浸料，單張克重1700g/m2。把上面三層材料用復(fù)合機(jī)壓制在一起，形成4800g/m2的層壓預(yù)浸料復(fù)合板?？捎糜诘装濉w等的表皮，能起到增強(qiáng)的作用。實(shí)施例5預(yù)浸料上表皮1為短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的復(fù)合材料，玻璃纖維與熱塑性樹(shù)脂重量比為5:5，克重為200g/m2。短切玻璃纖維的長(zhǎng)度為50mm，熱塑性樹(shù)脂為改性聚丙烯膠膜，熔指為70g/10min，克重為100g/m2。預(yù)浸料下表皮3為短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的復(fù)合材料，玻璃纖維與熱塑性樹(shù)脂重量比為6:4，克重為350g/m2。短切玻璃纖維的長(zhǎng)度為100mm，熱塑性樹(shù)脂為改性聚丙烯膠膜，熔指為90g/10min，克重為70g/m2。芯材2為兩張單向長(zhǎng)纖維預(yù)浸料的垂直疊加，單張克重500g/m2。把上面三層材料用復(fù)合機(jī)壓制在一起，形成1550g/m2的層壓預(yù)浸料復(fù)合板?？捎糜诘装濉w、地板等的表皮，克重高的一面朝外表皮可抗摩擦、提高強(qiáng)度，克重低的一面可以和其他增強(qiáng)材料復(fù)合。對(duì)比例1現(xiàn)有技術(shù)的單層單向帶雙向垂直疊加纖維預(yù)浸料，預(yù)浸料克重1050g/m2。將1050g/m2的纖維預(yù)浸料與瓦楞紙芯板復(fù)合成備胎蓋蓋板材料，結(jié)構(gòu)為單向帶雙向垂直疊加纖維預(yù)浸料/瓦楞紙芯板/編織纖維預(yù)浸料。對(duì)比例1與實(shí)施例1瓦楞紙復(fù)合板制品的成型效果對(duì)比如圖2。R角代表成型件棱邊處圓弧的半徑。從圖2可以看出，實(shí)施例1成型效果比對(duì)比例例1好，飽滿度佳。主要原因在于連續(xù)長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料板材在成型過(guò)程中，由于長(zhǎng)纖維的牽制，成型R角無(wú)法呈現(xiàn)飽滿。對(duì)比例2現(xiàn)有技術(shù)的單層編織纖維預(yù)浸料，單張克重4800g/m2。實(shí)施例4與對(duì)比例2進(jìn)行性能與成本上的對(duì)比，下表為對(duì)比數(shù)據(jù)。案例彎曲強(qiáng)度（MPa）彎曲模量（MPa）價(jià)格實(shí)施例4210850022元/m2對(duì)比例2150600025元/m2由此可見(jiàn)，本發(fā)明技術(shù)方案的不論是在復(fù)合板材中彎曲強(qiáng)度、彎曲模量等性能方面，還是在價(jià)格成本方面，相比與現(xiàn)有技術(shù)都有較大的優(yōu)勢(shì)。以上列舉的僅是本發(fā)明的一些具體實(shí)施例，顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3