CN206217269U - 一种多层复合材料 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多层复合材料，所述复合材料为对称铺层，其铺层形式为[45₂/0₂/‑45₂/90₂]_s，所述复合材料从表面至里面依次由第一玻璃纤维布层、第一碳纤维布层、第二玻璃纤维布层以及第二碳纤维布层组成，且相邻的布层之间以环氧树脂组合物层相粘接。本实用新型利用含有抗氧化剂的环氧树脂组合物层替换传统的环氧树脂作为粘接材料，从而在满足结构强度的要求下，增加了复合材料的使用寿命以及绝缘性。

Description

一种多层复合材料

技术领域

本实用新型属于材料领域，更具体地，涉及一种多层复合材料。

背景技术

单层布构成的复合材料成型工艺是VARY工艺(树脂真空导入成型)，基本要求是层与层之间有良好的粘接性，以保证产品的整体力学性能。

复合材料已广泛用于有绝缘、抗腐蚀等要求的结构中。

随着复合材料广泛应用于航空航天、汽车、电力以及体育器材等领域，人们已经逐渐认识到复合材料抗氧化性的重要。专利文献CN201410595423公开了一种抗冲击混杂复合材料层合板，该碳纤维或玻璃纤维布的厚度为25.6mm，抗冲击性能优良，然而该复合材料所用的原料不具有抗氧化性能，其作为结构件长期暴露于空气中，容易腐蚀损坏。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种多层复合材料，其目的在于用环氧树脂组合物层替换传统的环氧树脂，从而改善现有的多层材料的抗氧化性。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种多层复合材料，所述复合材料为对称铺层，其铺层形式为[45₂/0₂/-45₂/90₂]_s，所述复合材料从表面至里面依次由第一玻璃纤维布层、第一碳纤维布层、第二玻璃纤维布层以及第二碳纤维布层组成，且相邻的布层之间以环氧树脂组合物层相粘接。

优选地，所述第一玻璃纤维布层以及第二玻璃纤维布层均由双层的玻璃纤维布以及粘接两者的环氧树脂组合物层组成；所述第一碳纤维布层以及第二碳纤维布层均由双层的碳纤维布以及粘接两者的环氧树脂组合物层组成。

优选地，所述第一玻璃纤维布层、第一碳纤维布层、第二玻璃纤维布层以及第二碳纤维布层的厚度比为8:5:8:5。

优选地，所述多层复合材料的厚度为3.0mm～6.0mm。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于采用了玻璃纤维布层和第一碳纤维布层多层复合的结构，同时使用了环氧树脂组合物，能够取得下列有益效果：

1、第一玻璃纤维布层，在本实用新型的最外层，具有防护磨损的作用；第一碳纤维布层，在碳纤维布碳纤维方向上提供了主要的抗拉强度，保证了良好的力学性能；第三层玻璃纤维布层，保证了结构强度；第四层碳纤维布层，进一步的增强了垂直方向上的强度；

2、环氧树脂组合物中所含有的抗氧化剂提高了材料的抗氧化性能；

3、由于玻璃纤维层和环氧树脂组合物层的绝缘性，增大了结构和环境的绝缘性；此外，在材料内部使用玻璃纤维布和环氧树脂后，极大的增强了结构内部的绝缘性；应用于电力设施中，可以提高电气绝缘性，减小线路间距，节约土地资源；

3、通过上述技术方案，该复合材料在满足强度要求的前提下，比纯玻璃纤维层的模量了30％，从而增强了整体刚度。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-第一玻璃纤维布层；2-第一碳纤维布层；3-第二玻璃纤维布层；4-第二碳纤维布层；5-环氧树脂组合物层。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供了一种多层复合材料，该所述复合材料为对称铺层，其铺层形式为[45₂/0₂/-45₂/90₂]_s，所述复合材料从表面至里面依次由第一玻璃纤维布层、第一碳纤维布层、第二玻璃纤维布层以及第二碳纤维布层组成(即从底层到顶层依次为第一玻璃纤维布层、第一碳纤维布层、第二玻璃纤维布层、第二碳纤维布层、第二碳纤维布层、第二玻璃纤维布层、第一碳纤维布层以及第一玻璃纤维布层)；其中，玻璃纤维布层由双层的玻璃纤维布组成，碳纤维布层由双层的碳纤维布组成；相邻的布之间，即相邻的玻璃纤维布、相邻的碳纤维布以及相邻的玻璃纤维布和碳纤维布之间均通过环氧树脂组合物层相粘接。

其中，所述环氧树脂组合物为专利文献CN20121015322中公开的相同的环氧树脂组合物，其具体组分以质量份数计，由80份～100份的环氧树脂、0份～30份的稀释剂、0份～5份的消泡剂、0份～3份的偶联剂、0份～5份的抗氧化剂以及30份～90份的固化剂组成；所述第一玻璃纤维布层、第一碳纤维布层、第二玻璃纤维布层以及第二碳纤维布层的厚度比为8:5:8:5，环氧树脂组合物层与第一玻璃纤维布层的厚度比约为1:8；所述多层复合材料的总厚度约为3.0mm～6.0mm。

实施例1

图1为实施例1结构示意图，如图1，该复合材料为对称铺层，其铺层形式为[45₂/0₂/-45₂/90₂]_s，从外至内依次由双层的第一玻璃纤维布层1、双层的第一碳纤维布层2、双层的第二玻璃纤维布层3、以及双层的第二碳纤维布层4组成，其厚度分别为0.8mm、0.5mm、0.8mm以及0.5mm。且所述每相邻单层的纤维布层之间均铺设有厚度约为0.05mm的环氧树脂组合物5。

该环氧树脂组合物的制备方法与专利文献CN20121015322相同，其具体方法为：取按质量份计的80份A850型环氧树脂、15份丁基缩水甘油醚、1份3-缩水甘油醚丙氧基三乙氧基硅烷，1份双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯在20℃～30℃条件下搅拌30min直至混合均匀，添加0.6份BYK-A530消泡剂保持温度不变，搅拌15min，最后静置12小时制得A组份。取按重量份计，30份异佛尔酮二胺、25份聚醚胺混合均匀制得B组份。将A组份与B组份混合，在静态混合器搅拌均匀，室温下抽真空脱气泡10min制得环氧树脂组合物。

通常该复合材料的制备方法如下：在模具中，依次将纤维布层铺设好以后，并套上真空袋，真空泵连接真空袋上的接口，逐渐抽出空气，同时从真空袋另一接口注入按上述方法制备的环氧树脂组合物。整个过程在恒温40℃条件下进行。充分固化以后，复合材料层合板或结构件成型完成。

第一玻璃纤维布层1、第一碳纤维布层2、第二玻璃纤维布层3、第二碳纤维布层4，在有了环氧树脂组合物层的保护和连接下，增强了结构的强度；铺层角度的各异，使结构在不同方向的载荷下，有较强的承载能力；在使用了有抗氧化剂的环氧树脂组合物，提高了结构抗氧化腐蚀的化学性能。同时，由于环氧树脂和玻璃纤维的阻隔，避免了碳纤维与外界发生电化学腐蚀。

通过采用上述技术方案，第一玻璃纤维布层1、第一碳纤维布层2、第二玻璃纤维布层3、第二碳纤维布层4具有优良的抗氧化性能；第一玻璃纤维布层1的使用，具有防护磨损的作用，对整个结构起到了保护作用；第一玻璃纤维布层1的使用，其它层玻璃纤维布层以及环氧树脂基体的使用，大大增强了结构的绝缘性，提高了结构的安全度。通过实验，本实用新型沿第一碳纤维布层方向的力学性能如下：拉伸模量38Gpa，抗拉强度650Mpa，证实本实用新型可在满足结构强度的要求下，保证结构的整体刚度。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多层复合材料，其特征在于，所述复合材料为对称铺层，其铺层形式为[45₂/0₂/-45₂/90₂]_s，所述复合材料从表面至里面依次由第一玻璃纤维布层、第一碳纤维布层、第二玻璃纤维布层以及第二碳纤维布层组成，且相邻的布层之间以环氧树脂组合物层相粘接。

2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第一玻璃纤维布层以及第二玻璃纤维布层均由双层的玻璃纤维布以及玻璃纤维布之间的环氧树脂组合物层组成；所述第一碳纤维布层以及第二碳纤维布层均由双层的碳纤维布以及碳纤维布之间的环氧树脂组合物层组成。

3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第一玻璃纤维布层、第一碳纤维布层、第二玻璃纤维布层以及第二碳纤维布层的厚度比为8:5:8:5。

4.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料的厚度为3.0mm～6.0mm。