[發(fā)明專利]一種碳纖維/聚酰亞胺纖維混雜織物作為增強主體的復合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610838851.2
• 申請日: 2016-09-02
• 公開（公告）號: CN107793700B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 武德珍;韓恩林;于文驍;陳金梅;牛鴻慶;俞建剛
• 申請（專利權）人: 江蘇先諾新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;D01F8/16;D01F8/18;C08L79/08;C08L61/16;C08K7/06;D03D15/00;B29C70/34;B29C70/44;B29C70/48
• 代理公司: 11756 北京中和立達知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 楊磊<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種碳纖維/聚酰亞胺纖維混雜織物作為增強主體的復合材料，其特征在于，采用碳纖維與聚酰亞胺纖維通過混編或混紡的方式得到二者的混雜織物，然后與樹脂和填料復合，最終固化成型得到復合材料；其中，所述聚酰亞胺纖維選自高強高模型聚酰亞胺纖維，纖維的強度大于1.5GPa，模量大于80GPa，斷裂伸長率大于2％，玻璃化溫度大于250℃，空氣氣氛下10wt％熱分解溫度大于500℃，300℃高溫處理100h后強度保持率大于85％，回潮率小于2％；所述復合材料的彎曲強度大于650MPa，彎曲模量大于40GPa，層間斷裂韌性大于等于0.45kJ·m^-2，空氣氣氛條件下5wt％熱分解溫度大于210℃。

2.根據(jù)權利要求1所述的復合材料，所述聚酰亞胺纖維占混雜織物的體積分數(shù)在1％-99％之間。

3.根據(jù)權利要求1所述的復合材料，所述樹脂選自環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚甲醛樹脂、氯化聚氯乙烯樹脂、有機硅樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚醚醚酮樹脂、光固化樹脂、低聚物樹脂之中的一種或多種。

4.根據(jù)權利要求1所述的復合材料，纖維部分占復合材料的體積分數(shù)在10％-90％之間。

5.一種碳纖維/聚酰亞胺纖維混雜織物作為增強主體的復合材料的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

(1)將碳纖維與聚酰亞胺纖維通過混紡得到混雜紗線，然后經(jīng)編織機得到二維或三維織物，聚酰亞胺纖維所占的體積分數(shù)在1％-99％之間；

(2)將碳纖維與聚酰亞胺纖維通過混編的方式，得到碳纖維作為經(jīng)線、聚酰亞胺纖維作為緯線，或聚酰亞胺纖維作為經(jīng)線、碳纖維作為緯線，或二者共為經(jīng)線和緯線，或者交替、隨機排列方式得到平紋、斜紋或具有特定形狀的二維平面或三維立體織物，聚酰亞胺纖維所占的體積分數(shù)在1％-99％之間；

(3)將步驟(1)或步驟(2)得到的混雜織物與樹脂和填料通過濕法浸膠或干法浸膠得到預浸料然后鋪層得到預成型件，或通過樹脂傳遞模塑的工藝得到預成型件，然后在一定的溫度和壓力下固化成型；所述復合材料的彎曲強度大于650MPa，彎曲模量大于40GPa，層間斷裂韌性大于等于0.45kJ·m^-2，空氣氣氛條件下5wt％熱分解溫度大于210℃。

6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，所述碳纖維為T300級以上碳纖維，所述聚酰亞胺纖維為高強高模聚酰亞胺纖維，聚酰亞胺纖維的強度大于1.5GPa，模量大于80GPa，斷裂伸長率大于2％，玻璃化溫度大于250℃，空氣氣氛下10wt％熱分解溫度大于500℃，300℃高溫處理100h后強度保持率大于85％，回潮率小于2％。

7.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，步驟(3)中復合材料中纖維的體積分數(shù)在10％-90％之間。

8.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，步驟(3)中成型壓力大于0.1MPa，溫度在100-400℃之間，時間在0.1-24h之間。

9.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，所述復合材料成型時還包括填料，所述填料選自金屬粉末、金屬氧化物、鈦酸鋇、碳納米管、石墨烯、石墨、金屬纖維、無機纖維、二硫化鉬、橡膠顆粒、二氧化硅、海泡石、阻燃劑、光亮劑、熒光劑中的一種或多種。

10.一種權利要求1-4任一項所述的復合材料的應用，其特征在于，將其應用于防彈衣、防彈提包、防彈裝甲、防彈護板、防彈頭盔、防撞墻、防撞護板、保險杠、剎車片、砂輪、以及用于建筑物的增強、補強和加固。