CN112941704A - 一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1原料准备，S2采用三维机织工艺、获得初级三维间隔织物，S3制备树脂溶液，S4固化。本发明涉及复合材料技术领域，具体是提供了一种复合材料结构紧密、整体的强度较高，且密度高、抗烧蚀性好，具有良好的导电性与阻燃性，且制备简单、适用于工业化生产的三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法。

Description

一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体是指一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法。
背景技术
复合材料是指由两种或多种不同的材料通过物理方法或化学方法复合而成的材料。复合材料组成通常以一种材料为基体，另一种或多种材料为增强体，负载到基体上。在各组分之间的协同作用下，材料的性能得到了优化和提高。传统的树脂基织物增强复合材料的成型方法有手糊成型、喷射成型、树脂传递模塑成型法等。传统的树脂基纤维增强复合材料应用最广、用量最大，其具有比重小、比强度和比模量大，机械性能优异等特点。其中，碳纤维增强复合材料、石墨纤维增强复合材料等高性能纤维增强复合材料，已广泛的应用于航空航天、交通运输和军工国防等领域。
且随着工业的发展，人们对复合材料的性能提出了更高的要求。比如：优异的介电性能、更轻的质量、高孔隙率、低热导率等优异性能，但是在制备成复合材料后，高孔隙率的特征依然会影响整体的承载和抗烧蚀性能，且目前多孔复合材料的力学性能较低。
发明内容
为解决上述现有难题，本发明提供了一种复合材料结构紧密、整体的强度较高，且密度高、抗烧蚀性好，具有良好的导电性与阻燃性，且制备简单、适用于工业化生产的三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法。
本发明采取的技术方案如下：本发明一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：原料准备：准备多孔性纤维纱作为外部保护层的经纱与纬纱，准备导电纱作为导电层的经纱与纬纱，准备玻璃纤维作为内部加强层的经纱与纬纱，准备阻燃涤纶膨体纱作为阻燃隔热层的经纱与纬纱，准备记忆纤维涤纶与玻璃纤维合捻成捆绑纱，准备重量比(6～9)：1的有机高分子树脂与活性稀释剂作为固化剂；
S2：采用三维机织工艺，将引纬装置中从上至下直径逐层递减排布各层纬纱，在三维织造机的入纱端引入各层经纱和捆绑纱，在织造过程中，将捆绑纱分别从上、下两个方向将外部保护层、导电层、内部加强层、阻燃隔热层进行连接并相互交织成为一个整体，获得初级三维间隔织物；
S3：将相应重量比的有机高分子树脂与活性稀释剂混合，制成得到树脂溶液；
S4：固化：将步骤S2所得的初级三维间隔织物置于模具内，将步骤S3所得的树脂溶液倒入模具内，初级三维间隔织物与树脂溶液进行复合，树脂溶液对初级三维间隔织物进行浸渍、固化处理，将模具放入加热箱内，在温度为80～180℃的加热箱内固化6～15h，固化完成后即得三维间隔织物增强多孔复合材料。
进一步地，所述外部保护层还包括羧甲基纤维素纤维纱、玻璃纤维中的任意一种。
进一步地，所述导电层包括金属纤维纱、纳米碳管纤维纱、碳纤维纱。
进一步地，所述有机高分子树脂包括高浓度线性酚醛树脂、高碳酚醛树脂。
进一步地，所述活性稀释剂为苯基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚。
进一步地，所述步骤S4中，于温度为80～120℃的加热箱内固化6～8h，于温度为120℃～180℃的加热箱内固化7～9h。
采用上述方案本发明取得的有益效果如下：本方案一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法，通过本方案所获得的复合材料结构紧密、整体的强度较高，且密度高、抗烧蚀性好，具有良好的导电性与阻燃性，且制备简单、适用于工业化生产。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，本发明一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：原料准备：准备羧甲基纤维素纤维纱作为外部保护层的经纱与纬纱，准备纳米碳管纤维纱作为导电层的经纱与纬纱，准备玻璃纤维作为内部加强层的经纱与纬纱，准备阻燃涤纶膨体纱作为阻燃隔热层的经纱与纬纱，准备记忆纤维涤纶与玻璃纤维合捻成捆绑纱，准备重量比8：1的有机高分子树脂与活性稀释剂作为固化剂；
S2：采用三维机织工艺，将引纬装置中从上至下直径逐层递减排布各层纬纱，在三维织造机的入纱端引入各层经纱和捆绑纱，在织造过程中，将捆绑纱分别从上、下两个方向将外部保护层、导电层、内部加强层、阻燃隔热层进行连接并相互交织成为一个整体，获得初级三维间隔织物；
S3：将相应重量比的有机高分子树脂与活性稀释剂混合，制成得到树脂溶液；
S4：固化：将步骤S2所得的初级三维间隔织物置于模具内，将步骤S3所得的树脂溶液倒入模具内，初级三维间隔织物与树脂溶液进行复合，树脂溶液对初级三维间隔织物进行浸渍、固化处理，将模具放入加热箱内，于温度为100℃的加热箱内固化7h，于温度为160℃的加热箱内固化8h，固化完成后即得三维间隔织物增强多孔复合材料。
实施例2，本发明一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：原料准备：准备多孔性纤维纱作为外部保护层的经纱与纬纱，准备铜纤维纱作为导电层的经纱与纬纱，准备玻璃纤维作为内部加强层的经纱与纬纱，准备阻燃涤纶膨体纱作为阻燃隔热层的经纱与纬纱，准备记忆纤维涤纶与细度为400tex的玻璃纤维合捻成捆绑纱，准备重量比7：1的高浓度线性酚醛树脂与活性稀释剂作为固化剂；
S2：采用三维机织工艺，将引纬装置中从上至下直径逐层递减排布各层纬纱，在三维织造机的入纱端引入各层经纱和捆绑纱，在织造过程中，将捆绑纱分别从上、下两个方向将外部保护层、导电层、内部加强层、阻燃隔热层进行连接并相互交织成为一个整体，获得初级三维间隔织物；
S3：将相应重量比的有机高分子树脂与活性稀释剂混合，制成得到树脂溶液；
S4：固化：将步骤S2所得的初级三维间隔织物置于模具内，将步骤S3所得的树脂溶液倒入模具内，初级三维间隔织物与树脂溶液进行复合，树脂溶液对初级三维间隔织物进行浸渍、固化处理，将模具放入加热箱内，于温度为100℃的加热箱内固化7h，于温度为160℃的加热箱内固化8h，固化完成后即得三维间隔织物增强多孔复合材料。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (6)

1.一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：原料准备：准备多孔性纤维纱作为外部保护层的经纱与纬纱，准备导电纱作为导电层的经纱与纬纱，准备玻璃纤维作为内部加强层的经纱与纬纱，准备阻燃涤纶膨体纱作为阻燃隔热层的经纱与纬纱，准备记忆纤维涤纶与玻璃纤维合捻成捆绑纱，准备重量比(6～9)：1的有机高分子树脂与活性稀释剂作为固化剂；
S2：采用三维机织工艺，将引纬装置中从上至下直径逐层递减排布各层纬纱，在三维织造机的入纱端引入各层经纱和捆绑纱，在织造过程中，将捆绑纱分别从上、下两个方向将外部保护层、导电层、内部加强层、阻燃隔热层进行连接并相互交织成为一个整体，获得初级三维间隔织物；
S3：将相应重量比的有机高分子树脂与活性稀释剂混合，制成得到树脂溶液；
S4：固化：将步骤S2所得的初级三维间隔织物置于模具内，将步骤S3所得的树脂溶液倒入模具内，初级三维间隔织物与树脂溶液进行复合，树脂溶液对初级三维间隔织物进行浸渍、固化处理，将模具放入加热箱内，在温度为80～180℃的加热箱内固化6～15h，固化完成后即得三维间隔织物增强多孔复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法，其特征在于：所述外部保护层还包括羧甲基纤维素纤维纱、玻璃纤维中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法，其特征在于：所述导电层包括金属纤维纱、纳米碳管纤维纱、碳纤维纱。
4.根据权利要求1所述的一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法，其特征在于：所述有机高分子树脂包括高浓度线性酚醛树脂、高碳酚醛树脂。
5.根据权利要求1所述的一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法，其特征在于：所述活性稀释剂为苯基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚。
6.根据权利要求1所述的一种三维间隔织物增强多孔复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，于温度为80～120℃的加热箱内固化6～8h，于温度为120℃～180℃的加热箱内固化7～9h。
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