CN207044824U - 一种复合板及其组件 - Google Patents

Abstract

一种复合板及其组件，其涉及复合材料领域。该复合板通过使用非织造材料作为基体层，通过使用广角布作为基体层的增强层，附着在基体层相对的两个表面，从而使其具备较强的抵抗纵横向变形能力和优越的综合力学性能。因此，上述的复合板及其组件不但具有制备工艺简单，成本低的特点，而且其具备抵抗纵横向变形能力强、力学性能优越、各向性能均衡的优点，其具有广阔的应用前景。

Description

一种复合板及其组件

技术领域

本实用新型涉及复合材料领域，具体而言，涉及一种复合板及其组件。

背景技术

近年来，随着材料工程技术的突飞猛进，纺织结构增强复合材料因其比强度高、比刚度大等优点而受到越来越多的关注，应用领域不断扩大，从原先的军事应用逐渐扩展到民用、交通、工业、航空航天、体育和娱乐等多个产业用领域。

目前，纺织结构增强复合材料所使用的增强体有多种形式，如散纤维、二维平面织物、三维正交立体织物以及非织造织物等，但这些增强体各自单独用于增强复合材料时有一定局限性，具体表现出的缺点为：强度不够、容易分层、制备工艺复杂且成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种复合板，其具有较高的机械力学性能和较强的的抵抗纵横变形能力。

本实用新型的另一目的在于提供一种复合板组件，其制备简单，易于加工成型，并且具备优异的综合力学性能。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种复合板，其包括基体层和广角布层，广角布层具有两层，两层广角布层设置于基体层的两个相对的表面，两层广角布层与基体层之间固定层连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述基体层是由高性能短纤维制成的非织造材料。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述高性能短纤维包括碳纤维、芳纶中的至少一种。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述广角布层由高性能纤维长丝制成。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述广角布层的经纬密为130-148根/10cm。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述广角布层的经纬密为136根/10cm。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述基体层的幅宽和广角布层的幅宽相同。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述两层广角布层与基体层之间水刺成型。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述广角布层的广角布经纱和广角布纬纱之间夹角呈120°或60°。

一种复合板组件，其包括上述的复合板。

本实用新型实施例的有益效果是：通过使用广角布作为复合板的增强层，附着在基体层的两个相对的表面，使得由两层增强层和夹在其中的基体层所构成的复合板具有很高的机械力学性能和较强的抵抗纵横变形能力。因此，本实用新型实施例提供的复合板及其组件，不但易于加工成型，而且具备优异的综合力学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的复合板层截面示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的复合板界面连接平面示意图；

图3为本实用新型第一实施例提供的复合板的加工流程图；

图4为本实用新型第二实施例提供的复合板层截面示意图；

图5本实用新型第三实施例提供的复合板截面示意图；

图6本实用新型第四实施例提供的复合板截面示意图。

图标：110-开清设备；112-气流成网机；114-交叉铺网机；115-输送罗拉；116-非织造纤维层；117-广角布层；118-挤压罗拉；119-平板加压装置；120-水刺预装置；122-水刺装置；124-挤压罗拉；126-平网式热风烘燥装置；128-红外烘燥装置；130-复合板；230-复合板；330-复合板；430-复合板；132-外层；232-外层；332-外层；432-外层；134-内层；136-碳纤维长丝股线经纱；137-碳纤维短纤；138-碳纤维长丝股线纬纱。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面对本实用新型实施例的复合板及其组件进行具体说明。

本实用新型实施例提供的一种复合板，其是通过以下步骤制备得到的：

S1、将第一纤维加工为非织造材料。

进一步地，在本实用新型实施例当中，第一纤维选用高性能短纤维，并且优选地，选用碳纤维和芳纶等高性能短纤维。需要说明的是，非织造材料采用非织造加工的工艺流程，将高性能短纤维加工成所需定量、各向同性的非织造材料。

需要强调的是，非织造加工的开清工艺过程必须尽可能将高性能短纤维梳理成单根纤维，选择气流成网的方式加工成各向同性的非织造材料，非织造布的定量可以设计在30-65g/m²，再通过交叉铺网机对非织造布进行铺层，从而获得定量在260-280g/m²的非织造材料。

S2、将第二纤维加工成为广角布。

进一步地，选用一定细度的高性能纤维长丝在广角布织机上加工成与非织造材料同样幅宽的长丝纤维广角布。

具体地，选取高性能长丝双股线36-48tex×2，经纬密设计为130-148根/10cm，优选地，经纬密设计为136根/10cm，并且采用喷水织机加工成所需规格的广角布。

需要说明的是，为了使得广角布具有最大的抵抗纵横变形能力，本实用新型提供复合板的广角布层的广角布经纱和广角布纬纱之间夹角呈120°或60°。

S3、将广角布铺于非织造材料的两个相对的表面，并对广角布和非织造材料进行固定层连接，使其形成三层纺织结构增强体复合材料，此三层纺织结构增强体复合材料即为复合板。

进一步地，在固定层连接的加工过程中，其是通过以下的方式进行：非织造材料处于整个输送装置中间，广角布置于非织造材料的上层与下层，将上、中、下层材料通过输送装置叠合进入加压罗拉后迅速进入平板加压装置，然后顺利进入水刺预装置，接着进入水刺装置，从水刺装置出来以后先通过一对挤压罗拉去除增强体中所含80～90％的水分，再经过2-3道烘燥装置，至完全烘干。

第一实施例

请参照图1和图2，本实施例提供了一种复合板130，其是通过以下的制备方法制备所得：

本实施例提供的一种复合板130的制备方法，具体地包括以下步骤：

碳纤维短纤137的规格选用：长度为7～10mm，细度为0.3745g/m；碳纤维长丝规格48tex×2，以自行改造的喷水织机加工成广角布，经纬密为136根/10cm。

请参照图3，将碳纤维送入开清设备110，将碳纤维短纤137尽可能梳理成单根纤维状，并顺利输送到气流成网机112，加工获得纤维排列杂乱化程度较高的碳纤维网，定量达到60g/m²，将碳纤维网送入到交叉铺网机114上，使得铺成的纤维网定量达到220g/m²，获得非织造纤维层116。

继续参照图3，在非织造纤维层116的上部和下部各有一层广角布层117，将三层材料分别通过输送罗拉115同时喂入一对挤压罗拉118，将三层材料预先压实，缩小非织造纤维层116与广角布层117之间的间隙，并立即喂入平板加压装置119，采用合适的压力压平三层材料，使表面趋于更加平整。

进入水刺预装置120，将材料内部的空气尽可能去除掉，由于上层和下层的广角布层117均需要与中间的非织造纤维层116之间形成缠结，必须经过两道水刺装置122，且水刺装置122之间必须加装两个输送罗拉115，用于翻转三层材料，水刺装置122的作用是利用高速高压的水流作用将非织造纤维层116的上下表层碳纤维短纤137与广角布上的碳纤维长丝股线经、纬纱之间能够很好的纠缠在一起，以达到非织造层与广角布层117之间良好的缠结效果。

挤压罗拉124选择一定的隔距和压力，去除材料中所含80％左右的水分，然后依次进入两个平网式热风烘燥装置126和红外烘燥装置128，将剩余15％左右的水分继续去除，由于红外烘燥装置128的烘燥均匀性较高，可以彻底烘燥获得三明治式新型纺织结构复合板130。

进一步地，请继续参照图1，三明治式新型纺织结构复合板130的外层132为两层碳纤维长丝广角布，内层134为碳纤维纤非织造层，但三明治式新型纺织结构复合板130表面的组织结构接结比较紧密，请参照图2，碳纤维短纤137与碳纤维长丝股线经纱136、碳纤维长丝股线纬纱138之间形成很好的纠缠粘结效果，稳定了整三明治式新型纺织结构复合板130的整体性。

需要说明的是，本实施例以碳纤维长丝与碳纤维短纤137原料为例，加工三明治型的新型纺织结构复合板130，主要用于开发轻质、高强的汽车门板时使用。

本实施例还提供了一种复合板组件，其包含多个复合板130，并且多个复合板130之间可拆卸连接。需要说明的是，复合板组件所包含的多个复合板130既可以起到便于运输的目的，也能够在使用过程中进行层连接，进一步加强复合板130的机械综合力学性能。

第二实施例

请参照图4，本实施例提供了一种复合板230，其与第一实施例提供的复合板130大致相同，不同之处在于，本实施例提供的复合板230的广角布与第一实施例的广角布有所不同。

具体地，本实施例所提供复合板的广角布经纬密为130根/10cm。

本实施例还提供了一种复合板组件，其包含多个复合板230，并且多个复合板230之间可拆卸连接。需要说明的是，复合板组件所包含的多个复合板230既可以起到便于运输的目的，也能够在使用过程中进行层连接，进一步加强复合板230的机械综合力学性能。

第三实施例

请参照图5，本实施例提供了一种复合板330，其与第二实施例提供的复合板230大致相同，不同之处在于，本实施例提供的复合板330的广角布与第二实施例的广角布有所不同。

具体地，本实施例制备复合板所用的广角布的经纬密为148根/10cm。

本实施例还提供了一种复合板组件，其包含多个复合板330，并且多个复合板330之间可拆卸连接。需要说明的是，复合板组件所包含的多个复合板330既可以起到便于运输的目的，也能够在使用过程中进行层连接，进一步加强复合板330的机械综合力学性能。

第四实施例

本实施例提供了一种复合板430的制备方法，其与第三实施例提供的复合板330大致相同，不同之处在于，本实施例提供的复合板430的广角布与第三实施例的广角布有所不同。

具体地，本实施例制备复合板所用的广角布的经纬密为142根/10cm。

本实施例还提供了一种复合板组件，其包含多个复合板430，并且多个复合板430之间可拆卸连接。需要说明的是，复合板组件所包含的多个复合板430既可以起到便于运输的目的，也能够在使用过程中进行层连接，进一步加强复合板430的机械综合力学性能。

综上所述，本实用新型提供的复合板及其组件通过使用非织造材料作为基体层，通过使用广角布作为基体层的增强层，使得制备的复合板具备较强的抵抗纵横向变形能力和优越的综合力学性能。因此，本实用新型实施例提供的复合板及其组件不但制备工艺简单，而且其具备抵抗纵横向变形能力强、力学性能优越、各向性能均衡的特点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合板，其特征在于，其包括基体层和广角布层，所述广角布层具有两层，两层所述广角布层设置于所述基体层的两个相对的表面，两层所述广角布层与所述基体层之间固定层连接。

2.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于，所述基体层是由高性能短纤维制成的非织造材料。

3.根据权利要求2所述的复合板，其特征在于，所述高性能短纤维包括碳纤维、芳纶中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于，所述广角布层由高性能纤维长丝制成。

5.根据权利要求4所述的复合板，其特征在于，所述广角布层的经纬密为130-148根/10cm。

6.根据权利要求5所述的复合板，其特征在于，所述广角布层的经纬密为136根/10cm。

7.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于，所述基体层的幅宽和所述广角布层的幅宽相同。

8.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于，两层所述广角布层与所述基体层之间水刺成型。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的复合板，其特征在于，所述广角布层的广角布经纱和广角布纬纱之间夹角呈120°或60°。

10.一种复合板组件，其特征在于，其包括如权利要求1-9任意一项所述的复合板。