CN112677613A - 一种含碳纤维和芳纶纤维的高性能的纤维增强复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含碳纤维和芳纶纤维的高性能的纤维增强复合材料，其包括胶衣层，所述胶衣层上设置有无碱短切毡层，所述无碱短切毡层上设置有若干层复合纤维混编布，若干层复合纤维混编布依次纵横交替设置；所述复合纤维混编布包括玻璃纤维层、芳纶纤维层、碳纤维层和无碱玻璃纤维短切毡层；所述玻璃纤维层和所述无碱玻璃纤维短切毡层分别固定设置在所述芳纶纤维层和所述碳纤维层的两侧；所述芳纶纤维层的纤维束、所述碳纤维层的纤维束和所述玻璃纤维层的纤维束均各自平行并列排布。本发明所使用的芳纶纤维具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸碱、重量轻等优良性能，所使用的碳纤维的分子结构是稳定的梯形六元环，具有很高的强度和模量。本发明质量轻、强度高、使用寿命长；本发明的复合纤维混编布以不同层数纵横交错层积，使受力较大维度获得较大强度；一方面降低成本，取得较好经济效益；一方面减轻重量，降低能源消耗和浪费。
Description
技术领域
本发明属于玻璃钢复合材料领域，更具体的说涉及一种含碳纤维和芳纶纤维的高性能的纤维增强复合材料。
背景技术
传统的玻璃钢复合材料是由玻璃纤维增强材料嵌入热固性树脂中或被其包裹形成复合结构的材料。目前市场上生产使用的玻璃钢材料多采用树脂浸润玻璃布材料来成型，该方法浸润效果好，工艺简单，但是，这种玻璃钢材料用量较多、质量较重、使用寿命较短，在强度上也欠缺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种含碳纤维和芳纶纤维的高性能的纤维增强复合材料。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明为一种含碳纤维和芳纶纤维的高性能的纤维增强复合材料，其包括胶衣层，所述胶衣层上设置有无碱短切毡层，所述无碱短切毡层上设置有若干层复合纤维混编布，若干层复合纤维混编布依次纵横交替设置；所述复合纤维混编布包括玻璃纤维层、芳纶纤维层、碳纤维层和无碱玻璃纤维短切毡层；所述玻璃纤维层和所述无碱玻璃纤维短切毡层分别固定设置在所述芳纶纤维层和所述碳纤维层的两侧；所述芳纶纤维层的纤维束、所述碳纤维层的纤维束和所述玻璃纤维层的纤维束均各自平行并列排布。
进一步地，所述芳纶纤维层的纤维束、所述碳纤维层的纤维束和所述玻璃纤维层的纤维束垂直设置。
进一步地，所述玻璃纤维层为无碱无捻玻璃纤维。
进一步地，所述玻璃纤维层的纤维束用量为300～400g/m2，所述芳纶纤维层的纤维束的用量200～300g/m2，所述碳纤维层的纤维束的用量为200～400g/m2，所述无碱玻璃纤维短切毡层的用量为100～200g/m2。
进一步地，所述玻璃纤维层为0.2～0.6mm厚，所述芳纶纤维层为0.2～0.6mm厚，所述碳纤维层为0.2～0.6mm厚，所述无碱玻璃纤维短切毡层为0.2～0.6mm厚。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所使用的芳纶纤维具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸碱、重量轻等优良性能，所使用的碳纤维的分子结构是稳定的梯形六元环，具有很高的强度和模量。本发明质量轻、强度高、使用寿命长；本发明的复合纤维混编布以不同数量纵横交错层积，使受力较大维度获得较大强度；一方面降低成本，取得较好经济效益；一方面减轻重量，降低能源消耗和浪费。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为复合纤维混编布结构示意图。
附图标记注释：胶衣层1，无碱短切毡层2，复合纤维混编布3，玻璃纤维层301，芳纶纤维层302，碳纤维层303，无碱玻璃纤维短切毡层304。
具体实施方式
本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
本发明为一种含碳纤维和芳纶纤维的高性能的纤维增强复合材料，其包括胶衣层，所述胶衣层上设置有无碱短切毡层，所述无碱短切毡层上设置有若干层复合纤维混编布，若干层复合纤维混编布依次纵横交替设置；所述复合纤维混编布包括玻璃纤维层、芳纶纤维层、碳纤维层和无碱玻璃纤维短切毡层；所述玻璃纤维层和所述无碱玻璃纤维短切毡层分别固定设置在所述芳纶纤维层和所述碳纤维层的两侧；所述芳纶纤维层的纤维束、所述碳纤维层的纤维束和所述玻璃纤维层的纤维束均各自平行并列排布。
进一步地，所述芳纶纤维层的纤维束、所述碳纤维层的纤维束和所述玻璃纤维层的纤维束垂直设置。
进一步地，所述玻璃纤维层为无碱无捻玻璃纤维。
进一步地，所述玻璃纤维层的纤维束用量为300～400g/m2，所述芳纶纤维层的纤维束的用量200～300g/m2，所述碳纤维层的纤维束的用量为200～400g/m2，所述无碱玻璃纤维短切毡层的用量为100～200g/m2。
进一步地，所述玻璃纤维层为0.2～0.6mm厚，所述芳纶纤维层为0.2～0.6mm厚，所述碳纤维层为0.2～0.6mm厚，所述无碱玻璃纤维短切毡层为0.2～0.6mm厚。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种含碳纤维和芳纶纤维的高性能的纤维增强复合材料，其包括胶衣层(1)，所述胶衣层(1)上设置有无碱短切毡层(2)，所述无碱短切毡层(2)上设置有若干层复合纤维混编布(3)，若干层复合纤维混编布(3)依次纵横交替设置；所述复合纤维混编布(3)包括玻璃纤维层(301)、芳纶纤维层(302)、碳纤维层(303)和无碱玻璃纤维短切毡层(304)；所述玻璃纤维层(301)和所述无碱玻璃纤维短切毡层(304)分别固定设置在所述芳纶纤维层(302)和所述碳纤维层(303)的两侧；所述芳纶纤维层(302)的纤维束、所述碳纤维层(303)的纤维束和所述玻璃纤维层(301)的纤维束均各自平行并列排布。
2.根据权利要求1所述的一种含碳纤维和芳纶纤维的高性能的纤维增强复合材料，其特征在于，所述芳纶纤维层(302)的纤维束、所述碳纤维层(303)的纤维束和所述玻璃纤维层(301)的纤维束垂直设置。
3.根据权利要求1所述的一种含碳纤维和芳纶纤维的高性能的纤维增强复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维层(301)为无碱无捻玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的一种含碳纤维和芳纶纤维的高性能的纤维增强复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维层(301)的纤维束用量为300～400g/m2，所述芳纶纤维层(302)的纤维束的用量200～300g/m2，所述碳纤维层(303)的纤维束的用量为200～400g/m2，所述无碱玻璃纤维短切毡层(304)的用量为100～200g/m2。
5.根据权利要求1所述的一种含碳纤维和芳纶纤维的高性能的纤维增强复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维层(301)为0.2～0.6mm厚，所述芳纶纤维层(302)为0.2～0.6mm厚，所述碳纤维层(303)为0.2～0.6mm厚，所述无碱玻璃纤维短切毡层(304)为0.2～0.6mm厚。
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