CN204444435U - 一种具有碳纤维复合结构的鞋中底板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有碳纤维复合结构的鞋中底板，包括环氧树脂层及碳纤维层，所述环氧树脂层包裹于碳纤维层的表面，所述碳纤维层由轴向碳纤维及径向碳纤维交编或交织而成，轴向碳纤维和径向碳纤维的层数比3:2，碳纤维层表面具有一亲水层，所述碳纤维层上下表面各设有一防水层，所述环氧树脂层上下表面设置有一抗氧化层。本实用新型提供的鞋中底板具有轻质、高强度、高刚度及耐疲劳和耐腐蚀等优异性能。

Description

一种具有碳纤维复合结构的鞋中底板

技术领域

本实用新型涉及一种复合板结构，尤其涉及一种具有碳纤维复合结构的鞋中底板。

背景技术

现有鞋中底板中常有重量较重、强度较差，抗刺穿性能不佳，容易折断，或耐腐蚀性等缺陷，难以满足鞋中底板各项指标的要求，也就需要更新更好的材料或鞋中底板结构来满足市场的需求。

发明内容

本实用新型是针对上述技术的不足，提供一种具有碳纤维复合结构的鞋中底板，具有轻质、高强度、高刚度及耐疲劳和耐腐蚀等优异性能。

本实用新型提供的技术方案如下：一种具有碳纤维复合结构的鞋中底板，包括环氧树脂层及碳纤维层，所述环氧树脂层包裹于碳纤维层的表面，所述碳纤维层包括相互交织的轴向碳纤维及径向碳纤维，轴向碳纤维和径向碳纤维的层数比为3:2，碳纤维层表面具有一亲水层，所述碳纤维层上下表面各设有一防水层，所述环氧树脂层上下表面设置有一抗氧化层。

进一步的，所述碳纤维层为PAS类碳纤维。

进一步的，所述碳纤维层有两层。

进一步的，所述两层碳纤维层之间设置有一基础层。

进一步的，所述基础层为碳化硼薄层或钛合金薄层。

本实用新型的另一技术方案如下：

一种具有碳纤维复合结构的鞋中底板，包括环氧树脂层及碳纤维层，所述环氧树脂层包裹于碳纤维层的表面，所述碳纤维层有两层，所述两层碳纤维层之间设置有一基础层，所述碳纤维层包括相交织的轴向碳纤维及径向碳纤维，轴向碳纤维和径向碳纤维的层数比为3:2，碳纤维层表面具有一亲水层。

进一步的，所述碳纤维层为PAS类碳纤维。

进一步的，所述基础层为碳化硼薄层或钛合金薄层。

与现有技术相比，本实用新型鞋中底板具有碳纤维复合结构，具有轻质、高强度、高刚度及耐疲劳和耐腐蚀等优异性能。

附图说明

附图1是本实用新型所述具有碳纤维复合结构的鞋中底板的结构示意图；

附图2是本实用新型的碳纤维层的交编结构示意图；

附图3是本实用新型的较佳实施例的结构示意图；

附图4是本实用新型的又一较佳实施例的结构示意图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种具有碳纤维复合结构的鞋中底板，包括环氧树脂层1、碳纤维层2，所述环氧树脂层1包裹于碳纤维层2的表面，经加热加压成型。

所述环氧树脂层1是以热压方式结合，该环氧树脂层1采用不溶入方式结合于碳纤维层2的正反面，据以构成复合的层状结构，使碳纤维层2仍具有相当的韧性，而环氧树脂层1则能增加此层状结构的韧性、可形变量。进一步的，该环氧树脂层1由双酚A型环氧树脂与低分子量聚酞胺固化剂经过化学处理而成。

所述碳纤维层2为PAS类碳纤维，利用单一或混合的纤维丝交编而成，作为优选，如图2所示，所述碳纤维层2由轴向碳纤维21及径向碳纤维22交编或交织而成，其中，轴向碳纤维和径向碳纤维的层数比为3-5:2-4，优选为3:2，进一步的，所述轴向碳纤维21及径向碳纤维22的线膨胀系数为-0.3*10K。

由于常规的碳纤维表面光滑，活性官能团少，表而能低，呈现表面化学惰作，与环氧树脂基体浸润性较差，复合材料界面粘合离较弱，因此，需要对碳纤维表而改性处理，提高其与基体树脂的粘结性，为本实用新型的进一步改进，采用液相氧化法对碳纤维表面进行与处理，可以消除纤维表面裂纹或使裂纹尖端钝化，提高其拉伸强度，具体方案是采用65％的硝酸浸泡碳纤维，在室温下分别浸泡20分钟、1小时和2小时，然后将处理好的碳纤维用去离子水浸泡20分钟，如此反复操作3次，然后用去离子水冲洗处理后的碳纤维，用PH试纸检测其PH值，直至其PH值在7左右，然后将碳纤维放在烘箱里进行干燥，从室温升至160℃恒温干燥2小时即可。经过处理的纤维其表面石墨层面边缘较大面积氧化，边缘活性点数量增加，致使凹凸不平的表面更有利于与环氧树脂基体的键结合，使复合材料的剪切性能提高。同时，其表面能增加，显著改善了碳纤维与基体间的浸润性，接触角减小，表面形成一亲水层。另外，碳纤维经过处理后，其表面出现了大量的羟基、羧基、醌类等官能团，提高了碳纤维表面的极性，增强碳纤维与环氧树脂基体之问的润湿性及粘接程度。

所述碳纤维层2上下表面各设有一防水层3，防止水侵入后对碳纤维发泡腐蚀。

所述环氧树脂层1上下表面设置有一抗氧化层4，防止外界对环氧树脂层1的腐蚀，延长使用寿命。

作为本实用新型的较佳实施例，如图3所示，所述碳纤维层2有两层，环氧树脂层1包裹于两层碳纤维层2的表面。

作为本实用新型的又一较佳实施例，如图4所示，所述碳纤维层2有两层，两层碳纤维层2之间设置有一基础层5，所述基础层5为碳化硼薄层或钛合金薄层，环氧树脂层1包裹于两层碳纤维层2的表面。

本实用新型的制作方法如下：

1、对碳纤维表面进行与处理：采用65％的硝酸浸泡碳纤维，在室温下分别浸泡20分钟、1小时和2小时，然后将处理好的碳纤维用去离子水浸泡20分钟，如此反复操作3次，然后用去离子水冲洗处理后的碳纤维，用PH试纸检测其PH值，直至其PH值在7左右，然后将碳纤维放在烘箱里进行干燥，从室温升至160℃恒温干燥2小时即可；

2、采用双酚A型环氧树脂与低分子量聚酞胺固化剂组成的树脂层对碳纤维层进行充分的浸润，使两者充分的融合。将碳纤维层、以及其两侧的环氧树脂层，通过模具热成型形成复合的碳纤维结构，模具的升温速率设计，控制在1-2℃/min，为使升温速度均匀。

3、开模后，将注塑成型的碳纤维结构放入室温环境中进行充分冷却，既得本实用新型所述碳纤维结构材料。

本实用新型提供的具有碳纤维复合结构的鞋中底板具有质轻、强度高、A级不燃、抗拉强度达到≥3000MPa、保温、隔热性能优等特点，产品不仅强度高，并且能有效保证尺寸精度，利于材经数控切割表而平整，有效减少了粘结剂用量，降低了成本，可极大地满足鞋中底板的轻质、高强度、高刚度及耐疲劳和耐腐蚀等性能需求。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有碳纤维复合结构的鞋中底板，包括环氧树脂层(1)及碳纤维层(2)，所述环氧树脂层(1)包裹于碳纤维层(2)的表面，其特征在于：所述碳纤维层(2)包括相互交织的轴向碳纤维(21)及径向碳纤维(22)，轴向碳纤维和径向碳纤维的层数比为3:2，碳纤维层(2)表面具有一亲水层，所述碳纤维层(2)上下表面各设有一防水层(3)，所述环氧树脂层(1)上下表面设置有一抗氧化层(4)。

2.根据权利要求1所述的具有碳纤维复合结构的鞋中底板，其特征在于：所述碳纤维层(2)为PAS类碳纤维。

3.根据权利要求1所述的具有碳纤维复合结构的鞋中底板，其特征在于：所述碳纤维层(2)有两层。

4.根据权利要求3所述的具有碳纤维复合结构的鞋中底板，其特征在于：所述两层碳纤维层(2)之间设置有一基础层(5)。

5.根据权利要求4所述的具有碳纤维复合结构的鞋中底板，其特征在于：所述基础层(5)为碳化硼薄层或钛合金薄层。

6.一种具有碳纤维复合结构的鞋中底板，包括环氧树脂层(1)及碳纤维层(2)，所述环氧树脂层(1)包裹于碳纤维层(2)的表面，其特征在于：所述碳纤维层(2)有两层，所述两层碳纤维层(2)之间设置有一基础层(5)，所述碳纤维层(2)包括相交织的轴向碳纤维(21)及径向碳纤维(22)，轴向碳纤维和径向碳纤维的层数比为3:2，碳纤维层(2)表面具有一亲水层。

7.根据权利要求6所述的具有碳纤维复合结构的鞋中底板，其特征在于：所述碳纤维层(2)为PAS类碳纤维。

8.根据权利要求6所述的具有碳纤维复合结构的鞋中底板，其特征在于：所述基础层(5)为碳化硼薄层或钛合金薄层。