片狀模壓料-預(yù)浸料混雜復(fù)合材料及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種片狀模壓料-預(yù)浸料混雜復(fù)合材料及其制造方法，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]片狀模壓料(Sheet Molding Compound,SMC)是用樹(shù)脂、增稠劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑、低收縮添加劑、填料、內(nèi)脫模劑和著色劑等混合成樹(shù)脂糊，再浸漬短切纖維粗紗或纖維氈，并在上下兩面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起來(lái)而形成。因SMC具有優(yōu)越的電氣性能，耐腐蝕性能，質(zhì)輕及工程設(shè)計(jì)容易、制造靈活等優(yōu)點(diǎn)，其機(jī)械性能可以與部分金屬材料相媲美，因而廣泛應(yīng)用于運(yùn)輸車(chē)輛、建筑、電子/電氣等行業(yè)中。
[0003]預(yù)浸料是用樹(shù)脂基體在嚴(yán)格控制的條件下浸漬連續(xù)纖維或織物，制成樹(shù)脂基體與增強(qiáng)體的組合物，是制造復(fù)合材料的中間材料。
[0004]目前的SMC在模壓成型時(shí)，由于熱脫模后制品內(nèi)外層冷卻不均形成內(nèi)應(yīng)力，以及短切纖維的定向作用，容易使制件發(fā)生翹曲；同時(shí)為了保證剛度，需要將制件加厚，不但使制件重量增加，還增加了成本;此外，發(fā)生事故時(shí)SMC板體容易開(kāi)裂破碎，容易造成二次傷害且不易修復(fù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種片狀模壓料-預(yù)浸料混雜復(fù)合材料及其制造方法，能夠有效防止制件翹曲，同時(shí)在剛度允許值范圍內(nèi)能夠有效減小制件厚度，且發(fā)生撞擊時(shí)能夠有效防止飛濺，避免二次傷害。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種片狀模壓料-預(yù)浸料混雜復(fù)合材料，包括:第一片狀模壓料外層、第二片狀模壓料外層、以及設(shè)置于所述第一片狀模壓料外層和第二片狀模壓料外層之間的預(yù)浸料層。
[0007]進(jìn)一步地，所述第一片狀模壓料外層和第二片狀模壓料外層之間還設(shè)置片狀模壓料內(nèi)層，且所述片狀模壓料內(nèi)層、第一片狀模壓料外層和第二片狀模壓料外層的固化歷程一 Sc ο
[0008]進(jìn)一步地，所述第一片狀模壓料外層和第二片狀模壓料外層之間設(shè)置兩層以上預(yù)浸料層，所述片狀模壓料內(nèi)層設(shè)置于所述兩層以上預(yù)浸料層的各層之間。
[0009]進(jìn)一步地，所述第一片狀模壓料外層的短切纖維含量小于第二片狀模壓料外層的短切纖維含量。
[0010]進(jìn)一步地，所述第二片狀模壓料外層內(nèi)部鑲嵌金屬嵌件。
[0011]進(jìn)一步地，所述第一片狀模壓料外層和第二片狀模壓料外層的厚度為小于5mm。
[0012]進(jìn)一步地，所述預(yù)浸料層的厚度為小于5mm。
[0013]進(jìn)一步地，還包括設(shè)置于所述第一片狀模壓料外層和第二片狀模壓料外層之間的功能材料層。
[0014]進(jìn)一步地，所述功能材料層為具導(dǎo)電、超導(dǎo)、半導(dǎo)、磁性、壓電、阻尼、吸波、透波、摩擦、屏蔽、阻燃、防熱、吸聲和/或隔熱性能的功能復(fù)合材料形成的層。
[0015]另一方面，本發(fā)明還提供一種制造如上所述的片狀模壓料-預(yù)浸料混雜復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括:將片狀模壓料和預(yù)浸料片材交替疊合于一定溫度的模具中，合模保壓，然后脫模獲得所述片狀模壓料-預(yù)浸料混雜復(fù)合材料。
[0016]本發(fā)明通過(guò)含有連續(xù)纖維的預(yù)浸料補(bǔ)強(qiáng)含短切纖維的SMC，能夠有效防止制件翹曲，提尚良品率；由于預(yù)浸料的強(qiáng)度遠(yuǎn)尚于SMC，在剛度允許值以?xún)?nèi)能夠有效減少制品厚度，降低制品重量，實(shí)現(xiàn)輕量化;SMC與預(yù)浸料成型為一體可以避免離型時(shí)部分粘著，從而預(yù)防裂痕;連續(xù)纖維織物增強(qiáng)復(fù)合材料具有較大的剛性和抗變形能力，在承受撞擊時(shí)會(huì)拱起從而吸收一部分撞擊能量，具有一定緩沖作用，發(fā)生事故時(shí)，含有連續(xù)纖維的預(yù)浸料能夠發(fā)揮安全性能，粘連碎片，防飛濺，避免二次傷害。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中提供的片狀模壓料-預(yù)浸料混雜復(fù)合材料截面圖。
[0018]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例中提供的片狀模壓料-預(yù)浸料混雜復(fù)合材料截面圖。
[0019]圖3為本發(fā)明又一實(shí)施例中提供的片狀模壓料-預(yù)浸料混雜復(fù)合材料截面圖。
[0020]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中提供的片狀模壓料-預(yù)浸料混雜復(fù)合材料制造的卡車(chē)頂蓋結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5為圖4中A區(qū)域的放大圖。
[0022]圖6為本發(fā)明一實(shí)施例中提供的片狀模壓料-預(yù)浸料混雜復(fù)合材料制造方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]本發(fā)明中，片狀模壓料(SheetMolding Compound,SMC)是用樹(shù)脂、增稠劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑、低收縮添加劑、填料、內(nèi)脫模劑和著色劑等混合成樹(shù)脂基體，再浸漬短切纖維粗紗或纖維氈，并在兩面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆而形成，在生產(chǎn)時(shí)首先去除薄膜，并將片狀模壓料裁剪疊合后放入模具中熱壓，就可以得到相應(yīng)形狀的制件。預(yù)浸料是用樹(shù)脂基體在嚴(yán)格控制的條件下浸漬連續(xù)纖維或織物，制成樹(shù)脂基體與增強(qiáng)體的組合物。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例中使用的術(shù)語(yǔ)“纖維”具有本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的通常含義，可以包括一種或多種適用于復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)的纖維材料。
[0026]其中，短切纖維的長(zhǎng)度一般不超過(guò)50mm，可以采用顆粒、薄片、須狀、單纖維、粗纖維或其組合的形式。連續(xù)纖維還可以采用束、片、板層等形式，其可以是單向、多維(例如二維或三維)、無(wú)紡、紡織、針織、縫合、纏繞、和編織中的任意結(jié)構(gòu)，以及卷曲纖維薄毯、氈墊、和短切薄氈的結(jié)構(gòu)。紡織纖維結(jié)構(gòu)可以包含多種具有低于約1000絲、低于約3000絲、低于約6000絲、低于約12000絲、低于約24000絲、低于約48000絲、低于約56000絲、和低于約125000絲的紡織粗纖維。其中粗纖維可以通過(guò)十字粗纖維縫紉、經(jīng)瑋編織縫紉、或少量樹(shù)脂如熱塑性樹(shù)脂而固定。
[0027]如果必要，SMC和預(yù)浸料中均可使用含有多種纖維的纖維組合物。纖維組合物的實(shí)施方案可以包括，但不限于，玻璃、碳、玄武巖、芳族聚酰胺、石英、高硅氧、聚乙烯、聚酯、聚對(duì)亞苯基苯并雙噁唑(PBO )、硼、聚酰胺、石墨、碳化硅、氮化硅及其組合。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例中使用的術(shù)語(yǔ)“基體”、“樹(shù)脂”、和“基體樹(shù)脂”具有本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的通常含義，可以包括一種或多種包含熱固性材料的化合物。實(shí)例可以包括，但不限于，不飽和聚酯化合物、乙烯基酯化合物、環(huán)氧化合物、酚醛化合物及其組合、以及其前驅(qū)體。
[0029]在此所述的基體可以另外包含添加劑?？梢蕴峁┧鎏砑觿┮杂绊懟w的機(jī)械、流變學(xué)、電、光學(xué)、化學(xué)、和/或熱性能的一個(gè)或多個(gè)。所述添加劑還可以包括與基體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或不與基體反應(yīng)的材料。添加劑可以是可溶性、不溶性或部分可溶性的任何組合。如果必要的話(huà)，所述添加劑的尺寸分布和幾何學(xué)也可以不同。例如，添加劑的尺寸可以為納米級(jí)尺度(約Inm-1OOnm)、微米級(jí)尺度(約10nm-1OOym)、和宏觀尺度，大于約ΙΟΟμπι。在其它實(shí)例中，添加劑的幾何構(gòu)成可包括，但不限于，顆粒、薄片、棒、纖維等。在其它實(shí)例中，添加劑可以分布在基體的選擇區(qū)域內(nèi)(例如，鄰近基體的表面或在層界面上)或者均勻分布或溶解在基體中。添加劑的實(shí)例可以包括，但不限于，有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)，如熱塑性塑料、橡膠、納米橡膠、熱固性樹(shù)脂、阻燃劑、紫外(UV)保護(hù)劑、增稠劑(例如Cabosil)，增強(qiáng)強(qiáng)度、粘度、損傷容限、韌性、抗裂性、耐磨性中的一個(gè)或多個(gè)的補(bǔ)強(qiáng)劑(例如橡膠、陶瓷、和/或玻璃)。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例提供一種片狀模壓料-預(yù)浸料混雜復(fù)合材料，包括:第一片狀模壓料外層1、第二片狀模壓料外層3、以及設(shè)置于所述第一片狀模壓料外層I和第二片狀模壓料外層3之間的預(yù)浸料層2。
[0031]該實(shí)施例中，第一片狀模壓料外層I和第二片狀模壓料外層3可使用相同或不同的片狀模壓料。例如第一片狀模壓料外層I使用環(huán)氧樹(shù)脂基體，短切纖維為長(zhǎng)度不超過(guò)50mm的碳纖維。第二片狀模壓料外層3使用不飽和聚酯基體，短切纖維為長(zhǎng)度不超過(guò)50mm的碳纖維。該實(shí)施例中，第一片狀模壓料