CN205970203U - 一种抗分层性能好的复合材料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种抗分层性能好的复合材料。它包括上下层叠的若干层干织物层，在干织物层的层间设有短切碳纤维胶层，所述的短切碳纤维胶层其上部镶嵌进入与其相接的上方的干织物层中，所述的短切碳纤维胶层其下部镶嵌进入与其相接的下方的干织物层中。本实用新型在干织物层间直接镶嵌短切碳纤维胶层或者在去除了去离型纸和离型膜的织物预浸料层间镶嵌短切碳纤维胶层，无数个微小的短切碳纤维嵌入织物纤维的层间能起到销钉的连接作用，可显著提高抗分层性能，同时还能提高材料的综合力学性能，如抗剪切性能。三维分布的磨碎的短切碳纤维作为多层复合材料的夹层，能有效克服以往多层同类纤维织物或预浸料容易分层的缺陷。
Description
技术领域
本实用新型属于复合材料领域，具体涉及一种抗分层性能好的复合材料。
背景技术
多层复合板材的易分层的问题，是影响材料综合使用性能的重要指标。国内外都有一些技术措施，如织物缝合技术、三维编织技术、Z-pin销钉植入技术、原位复合技术、X-core技术、纱线层连技术、绗缝技术、纤维针刺毡技术等。这些技术一是生产成本较高，二是生产过程对纤维的损伤较严重，三是生产工艺标准化程度低，四是产品的质量一致性难以控制。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种抗分层性能好的复合材料。
本实用新型是通过以下技术方案予以实施的：
本实用新型的抗分层性能好的复合材料，其特征在于，包括上下层叠的若干层干织物层，在干织物层的层间设有短切碳纤维胶层，所述的短切碳纤维胶层其上部镶嵌进入与其相接的上方的干织物层中，所述的短切碳纤维胶层其下部镶嵌进入与其相接的下方的干织物层中；
或者包括上下层叠的若干层去除了去离型纸和离型膜的织物预浸料层，在织物预浸料层的层间设有短切碳纤维胶层，所述的短切碳纤维胶层其上部镶嵌进入与其相接的上方的织物预浸料层中，所述的短切碳纤维胶层其下部镶嵌进入与其相接的下方的织物预浸料层中。
所述的干织物层优选为碳纤维织物层。
所述的织物预浸料层优选为制造玻璃纤维织物的环氧树脂基预浸料层。
所述的短切碳纤维胶层是将短切碳纤维、胶和稀释剂混合均匀，得到磨碎纤维胶，此磨碎纤维胶凝固后就成为短切碳纤维胶层。其制备方法属于本领域的常规知识。
所述的短切碳纤维为两端尖锐的刚性针状体，其长度在0.1～2mm，磨碎碳纤维的细度为2～8μm。
所述胶一般采用热固性树脂或者热塑性树脂。所述胶为环氧树脂或酚醛树脂或聚酰亚胺或聚氨酯(PU)等或热塑聚合物如聚丙烯PP或聚酰亚胺PA等。
本实用新型在干织物层间直接镶嵌短切碳纤维胶层或者在去除了去离型纸和离型膜的织物预浸料层间镶嵌短切碳纤维胶层，无数个微小的短切碳纤维嵌入织物纤维的层间能起到销钉的连接作用，可显著提高抗分层性能，同时还能提高材料的综合力学性能，如抗剪切性能。三维分布的磨碎的短切碳纤维作为多层复合材料的夹层，能有效克服以往多层同类纤维织物或预浸料容易分层的缺陷。因此，本实用新型是提高多层复合材料抗分层能力的有效方法，也是复合材料的制备技术中较经济的方法之一。
附图说明：
图1是抗分层性能好的复合材料的结构示意图；
其中1、干织物层或预浸料层；2、短切碳纤维胶层；3、镶嵌部。
具体实施方式：
以下实施例是对本实用新型的进一步说明，而不是对本实用新型的限制。
实施例1：
如图1所示，本实施例的抗分层性能好的复合材料，包括上下层叠的若干层干织物层1，在干织物层的层间设有短切碳纤维胶层2，所述的短切碳纤维胶层其上部镶嵌进入与其相接的上方的干织物层中，所述的短切碳纤维胶层其下部镶嵌进入与其相接的下方的干织物层中，形成镶嵌部3。
具体制备流程如下：
1、将长度为0.5～4mm的短切碳纤维经过球磨机磨碎后，变成磨碎碳纤维，磨碎碳纤维为两端尖锐的刚性针状体。其长度在0.1～2mm之间，磨碎碳纤维的细度在2～8μm(微米)。
2、将磨碎纤维与环氧树脂和丙酮按照质量比：15％：70％：15％混合均匀，形成磨碎纤维胶，以便于用毛刷或胶辊涂敷。
3、在碳纤维织物层1(干燥状态下)间直接涂敷磨碎纤维胶(短切碳纤维胶层2)，磨碎纤维胶湿态厚度为0.2～1mm。
4、在上、下模具的边缘处涂敷磨碎纤维胶，使得边缘或角处的开放式碳纤维织物层断面呈饱和粘接，以增强粘接牢度。
5、将上、下模具合模，模具升温到70～75摄氏度进行预热，预压压力为10MPa，预热预压时长30min，期间泄压至0共三次；然后模具升温至135摄氏度，压力增至60MPa，保压时长50min，模压成型。
6、模具冷却，出模，得到抗分层性能好的复合材料。
在没有层间填充磨碎纤维的情况下，层间剪切强度和层间拉伸强度就是树脂的剪切强度和拉伸强度。即在碳纤维织物层(干燥状态下)间直接涂敷环氧树脂和丙酮而不添加短切碳纤维的情况下，按照同样的模压程序，其获得的复合材料的层间强度为20～35MPa，而按照本实施例的方法制备得到的复合材料，其层间强度为45～75MPa。
实施例2：
如图1所示，本实施例的抗分层性能好的复合材料，包括上下层叠的若干层去除了去离型纸和离型膜的织物预浸料层1，在织物预浸料层的层间设有短切碳纤维胶层2，所述的短切碳纤维胶层其上部镶嵌进入与其相接的上方的织物预浸料层中，所述的短切碳纤维胶层其下部镶嵌进入与其相接的下方的织物预浸料层中，形成镶嵌部3。
具体制备流程如下：
1、将长度为0.5～4mm的短切碳纤维经过球磨机磨碎后，变成磨碎碳纤维，磨碎碳纤维为两端尖锐的刚性针状体。其长度在0.1～2mm之间，磨碎碳纤维的细度在2～8μm(微米)。
2、将磨碎纤维与环氧树脂和丙酮按照质量比：20％：60％：20％混合均匀，形成磨碎纤维胶，以便于用毛刷或胶辊涂敷。
3、将用于制造玻璃纤维织物的环氧树脂基预浸料先除去离型纸和离型膜，再在预浸料层1间涂敷磨碎纤维胶(短切碳纤维胶2)，磨碎纤维胶湿态厚度为0.2～1mm。
4、在上、下模具的边缘处涂敷磨碎纤维胶，使得边缘或角处的开放式碳纤维织物层断面呈饱和粘接，以增强粘接牢度。
5、将上、下模具合模，模具升温到70～75摄氏度进行预热，预压压力为10MPa，预热预压时长30min，期间泄压至0共三次；然后模具升温至135摄氏度，压力增至60MPa，保压时长50min，模压成型。
6、模具冷却，出模，得到抗分层性能好的复合材料。
在没有层间填充磨碎纤维的情况下，层间剪切强度和层间拉伸强度就是树脂的剪切强度和拉伸强度。即在环氧树脂基预浸料层间直接涂敷环氧树脂和丙酮而不添加短切碳纤维的情况下，其获得的复合材料的层间强度为15～25MPa，而按照本实施例的方法制备得到的复合材料，其层间强度为35～55MPa。
Claims (3)
1.一种抗分层性能好的复合材料，其特征在于，包括上下层叠的若干层干织物层，在干织物层的层间设有短切碳纤维胶层，所述的短切碳纤维胶层其上部镶嵌进入与其相接的上方的干织物层中，所述的短切碳纤维胶层其下部镶嵌进入与其相接的下方的干织物层中；
或者包括上下层叠的若干层去除了去离型纸和离型膜的织物预浸料层，在织物预浸料层的层间设有短切碳纤维胶层，所述的短切碳纤维胶层其上部镶嵌进入与其相接的上方的织物预浸料层中，所述的短切碳纤维胶层其下部镶嵌进入与其相接的下方的织物预浸料层中。
2.根据权利要求1所述的抗分层性能好的复合材料，其特征在于，所述的干织物层为碳纤维织物层。
3.根据权利要求1所述的抗分层性能好的复合材料，其特征在于，所述的织物预浸料层为制造玻璃纤维织物的环氧树脂基预浸料层。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111251625A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-06-09 | 力必多新材料科技(上海)有限公司 | 一种碳纤维预成型体及其制备工艺 |
| CN111746061A (zh) * | 2019-03-29 | 2020-10-09 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种三维织物叠层针刺复合材料及其制备方法 |
-
2016
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