CN103397429A - 用于热塑性纤维增强复合材料的混编织物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种用于热塑性纤维增强复合材料的混编织物及其制备方法,其特征在于:增强纤维与热塑性基体纤维成比例的通过由长丝的形式进行并线或者纺纱工艺相互均匀混合加工成纱线,将所述的纱线作为经纱和纬纱再相互交织形成织物,经过后道工序使经纱和纬纱中热塑性基体纤维熔融,并与增强纤维更好地结合在一起,从而制备成复合材料产品;所述的增强纤维在碳纤维、芳纶和玻璃纤维中选择一种,所述的热塑基体纤维在聚酯PET、聚酰胺PA和聚丙烯PP中选择一种。该混编织物经过后道工序使经纱和纬纱中热塑性基体纤维熔融,并与增强纤维更好地结合在一起,从而制备成复合材料产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料用混编织物,特别是公开一种用于热塑性纤维增强复合材料的混编织物及其制备方法,本发明通过纺织工艺实现了增强材料与基体的结合。
背景技术
目前,热塑性纤维增强复合材料通常是通过制备预浸料来实现的。其制备工序非常麻烦,首先要通过纺织工艺生产出连续性纤维增强材料,然后通过几种方法与基体材料结合得到预浸料,比如溶液法,熔融法,薄膜法,流化床法等。在溶液法中,基体通过溶剂溶解后浸渍增强材料,这就存在基体利用率不高、溶剂挥发、回收再利用等环保问题。在熔融法中,基体被粉碎成细小的颗粒,施加到增强材料上,再经过高温使之熔融附着在增强材料上,其缺点是基体颗粒分布不均,导致预浸料质量不稳定。在薄膜法中,基体即热塑性树脂以膜的形式加热贴合到增强材料上,缺点是浸渍程度不够。流化床法由于步骤繁琐,设备投入大,因此也未能广泛采用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术热塑性复合材料的预浸料生产方法存在的预浸不均、环保、生产工艺复杂等方面的不足,提出一种用于热塑性纤维增强复合材料的混编织物及其制备方法,在连续性纤维增强材料制备过程中均匀加入热塑性基体纤维的方法,从而省去了预浸料制备工序,所制成的织物可以直接模压成产品。这种方法不仅可以准确控制增强材料与基体的比例,而且简化了热塑性复合材料的生产工序,提高了复合材料的生产效率和产品质量。
本发明是这样实现的:一种用于热塑性纤维增强复合材料的混编织物及其制备方法,其特征在于:增强纤维与热塑性基体纤维成比例的通过由长丝的形式进行并线或者纺纱工艺相互均匀混合加工成纱线,将所述的纱线作为经纱和纬纱再相互交织形成织物,经过后道工序使经纱和纬纱中热塑性基体纤维熔融,并与增强纤维更好地结合在一起,从而制备成复合材料产品;所述的增强纤维在碳纤维、芳纶和玻璃纤维中选择一种,所述的热塑基体纤维在聚酯PET、聚酰胺PA和聚丙烯PP中选择一种。所述混编织物的经纱或者纬纱的粗细相同或不同,所述增强纤维与热塑性基体纤维的总体积比例为2:1~1:2,增强纤维与热塑性基体纤维的直径比在3:1~1:3范围。
本发明的有益效果是:利用成熟的纺织工艺,提早将基体与增强纤维充分混合形成纱线,再通过简单的织造工艺得到包含基体与增强材料的混编织物,省去了预浸料制备工序,避免了复杂的工艺、环保、浸渍不均匀、原材料回收等问题,有效地缩短了产品成型周期,并且提高了产品质量。
附图说明
图1 是本发明的混编织物结构示意图。
图2 是本发明中热塑性基体纤维与增强纤维长丝并线结构示意图。
图中:1、混编织物; 2、经纱; 3、纬纱; 4、增强纤维长丝; 5、热塑性基体纤维长丝。
具体实施方式
本发明一种用于热塑性纤维增强复合材料的混编织物1为用增强纤维与热塑性基体纤维纺织而成的混编织物,增强纤维与热塑性基体纤维成比例的通过由长丝的形式进行并线或者纺纱工艺相互均匀混合加工成纱线,将纱线作为经纱和纬纱再相互交织形成织物,经过后道工序使经纱和纬纱中热塑性基体纤维熔融,并与增强纤维更好地结合在一起,从而制备成复合材料产品。增强纤维在碳纤维、芳纶和玻璃纤维中选择一种,热塑基体纤维在聚酯PET、聚酰胺PA和聚丙烯PP中选择一种。增强纤维与热塑性基体纤维的总体积比例为2:1~1:2,增强纤维与热塑性基体纤维的直径比在3:1~1:3范围。
实施例1:
根据附图1,本发明产品由一组平行的经纱2和一组平行纬纱3根据产品需要按照一定组织结构和密度交织而成。经纱2与纬纱3品质可以完全相同,也可以不同,但是它们分别都包含增强纤维和热塑性基体纤维两种成份。在模压成型时,热塑性基体纤维受热熔融,在压力作用下会浸渍增强纤维,并且与之结合。
实施例2:
根据附图2,本发明采用的热塑性基体纤维与增强纤维都为长丝形式,增强纤维长丝4与热塑性基体纤维长丝5通过并线工序将两根长丝并为一根连续的长丝纱线。
Claims (4)
1.一种用于热塑性纤维增强复合材料的混编织物的制备方法,其特征在于:增强纤维与热塑性基体纤维成比例的通过由长丝的形式进行并线或者纺纱工艺相互均匀混合加工成纱线,将所述的纱线作为经纱和纬纱再相互交织形成织物,经过后道工序使经纱和纬纱中热塑性基体纤维熔融,并与增强纤维更好地结合在一起,从而制备成复合材料产品;所述的增强纤维在碳纤维、芳纶和玻璃纤维中选择一种,所述的热塑基体纤维在聚酯PET、聚酰胺PA和聚丙烯PP中选择一种。
2.根据权利要求 1所述的用于热塑性纤维增强复合材料的混编织物的制备方法,其特征在于:所述增强纤维与热塑性基体纤维的总体积比例为2:1~1:2,增强纤维与热塑性基体纤维的直径比在3:1~1:3范围。
3.一种权利要求 1~2中任意一项所述用于热塑性纤维增强复合材料的混编织物的制备方法制成的混编织物,其特征在于:所述混编织物的经纱和纬纱都是采用增强纤维与热塑性基体纤维成比例的通过长丝的形式进行并线或者由纺纱工艺相互均匀混合加工成纱线后再交织成织物,所述的增强纤维在碳纤维、芳纶和玻璃纤维中选择一种,所述的热塑基体纤维在聚酯PET、聚酰胺PA和聚丙烯PP中选择一种。
4.根据权利要求 3所述的用于热塑性纤维增强复合材料的混编织物,其特征在于:所述混编织物的经纱或者纬纱的粗细相同或不同,其增强纤维与热塑性基体纤维的总体积比例为2:1~1:2。
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