一種碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料及其制備方法和用途
【專利摘要】本發明屬于高分子復合材料【技術領域】，涉及一種碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料及其制備方法和用途。該復合材料由包含以下重量份的組分制成：100份環氧樹脂、8～120份固化劑、0～1.5份促進劑、160～500份碳纖維和230～510份夾芯材料。本發明中選擇了碳纖維增強環氧樹脂預浸料作為復合材料的外層材料，熱塑性塑料作為夾芯材料，通過熱壓成型，制備筆記本外殼用碳纖維增強復合材料。制得的復合材料具有成本低、質量輕、厚度薄、強度高、耐候性好、散熱快、屏蔽好等突出優點。
【專利說明】一種碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料及其制備方法和用 途
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子復合材料【技術領域】，涉及一種碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材 料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 筆記本電腦的外殼既是保護機體的最直接的方式，也是影響其散熱效果、"體重"、 美觀度的重要因素。筆記本電腦常見的外殼用料有：合金外殼有鋁鎂合金與鈦合金、塑料外 殼有碳纖維增強塑料復合材料、玻璃纖維增強塑料復合材料、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] 雖然鋁鎂合金質質量輕、密度低、散熱性較好、抗壓性較強，可以高度集成化、輕薄 化、微型化、抗摔及電磁屏蔽和散熱的要求,但是堅固耐磨性差,成本較高；鈦合金材料散 熱、強度、表面質感都優于鋁鎂合金材質，而且具有更強的韌性，可以超薄化，但是唯一的缺 點就是必須通過焊接等復雜的加工程序，從而衍生出可觀的成本，因此十分昂貴；工程塑料 PC、PC/ABS合金是筆記本電腦外殼最常用的材質，PC/ABS既具有PC樹脂的優良耐熱耐候 性、尺寸穩定性和耐沖擊性能，又具有ABS樹脂優良的加工流動性，應用在筆記本電腦外殼 等薄壁及復雜形狀制品上，可以保持其優異的性能，但是，PC、PC/ABS制造的筆記本電腦外 殼具有質量較重，強度較差，導熱性能差等缺點；玻璃纖維增強PC復合材料，具有極好力學 性能、高的耐熱性和好的尺寸穩定性，增強PC可極大地提高對環境的抗腐蝕性，其散熱性 能也比PC/ABS合金材料較好，熱量分散比較均勻，但是PC加工粘度較高，不易加工。
[0004] 連續碳纖維與熱固性的環氧樹脂復合而成的筆記本電腦外殼，具有質量輕、厚度 薄、強度高、耐候性好、散熱快、屏蔽好等突出優點，但是碳纖維的缺點是成本較高，成型沒 有ABS外殼容易。現在利用先進的加工技術，可以先成型外殼后再進行模內注射，將塑料結 構件附著在成型好的碳纖維外殼內表面。在本發明中，在碳纖維增強環氧樹脂復合材料間 添加夾芯材料，不僅可以大大降低成本，還可以提高復合材料的剛性。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的就是為了克服上述筆記本電腦外殼現有技術存在的缺陷而提供一 種碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料及其制備方法。
[0006] 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
[0007] -種碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料，由包含以下重量份的組分制成：
[0008]
【權利要求】
1. 一種碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料，其特征在于：由包含以下重量份的組分制 成：
2. 根據權利要求1所述的碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料，其特征在于：所述的 環氧樹脂為縮水甘油醚型、縮水甘油酯型或縮水甘油胺型環氧樹脂，優選AG-80、AFG-90、 E-20、E-31、E-44、E-51、F-44、F-46、F-51 和 TDE-85 中的一種或一種以上。
3. 根據權利要求1所述的碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料，其特征在于：所述的固 化劑為胺類固化劑或酸酐類固化劑，優選雙氰胺、三氟化硼單乙胺、間苯二胺、二氨基二苯 甲烷、4, 4' -二氨基二苯砜、甲基納迪克酸酐、十二烷基琥珀酸酐或甲基六氫鄰苯二甲酸酐。
4. 根據權利要求1所述的碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料，其特征在于：所述的固 化劑重量份數優選為〇. 5?1. 5份。
5. 根據權利要求1所述的碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料，其特征在于：所述的促 進劑為咪唑類或季銨鹽類促進劑，優選2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑或芐基三乙基氯 化銨。
6. 根據權利要求1所述的碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料，其特征在于：所述的碳 纖維為單向碳纖維或碳纖維織物。
7. 根據權利1所述的碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料，其特征在于：所述的夾芯材 料為極性熱塑性塑料板，優選馬來酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚丙烯、馬 來酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乙烯、聚醚酰亞胺、聚甲基丙烯酰亞胺、 聚氯乙烯、聚酰胺、熱塑性聚氨酯及其發泡材料板中的一種。
8. -種權利要求1?6中任一所述碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料的制備方法，其 特征在于：包括以下步驟： (1) 將100份環氧樹脂、8?120份固化劑和0?1. 5份促進劑混合均勻，制備樹脂膜， 采用常規技術樹脂膜熔融浸漬法，將樹脂膜與160?500份碳纖維熱熔覆合，制備碳纖維增 強環氧樹脂預浸料； (2) 根據筆記本外殼尺寸的要求，將（1)中的碳纖維增強環氧樹脂預浸料和230?510 份夾芯材料板裁剪，并按照圖1或圖2的鋪疊順序鋪疊，當選擇單向碳纖維增強環氧樹脂預 浸料時，夾芯材料板上下兩側均為兩層預浸料，為0° /90°鋪層；當選擇碳纖維織物增強 環氧樹脂預浸料時，夾芯材料板上下兩側為單層預浸料； (3 )將步驟（2 )中鋪疊好的碳纖維增強環氧樹脂預浸料和夾芯材料板放入模具，然后在 平板硫化機中熱壓固化成型，制得復合材料板； (4)將上述步驟（3)固化好的復合材料板溫度在冷壓下降至室溫，脫模，再將制得的復 合材料板裁剪、修邊，即得筆記本外殼用碳纖維增強復合材料。
9. 根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述的步驟（3)中熱壓固化成型條件 為：固化壓力為0?5MPa，優選1?5MPa，固化溫度為120?180°C，固化時間為IOmin? IOh ； 或所述的步驟（4)中冷壓條件為：冷壓壓力3?6MPa，冷壓時間10?30min。
10. -種權利要求1-7中任一項所述的碳纖維增強環氧樹脂夾芯復合材料在筆記本電 腦外殼方面的應用。
【文檔編號】C08L63/00GK104325757SQ201310309899
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年7月22日 優先權日:2013年7月22日
【發明者】楊桂生, 劉明昌 申請人:上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司