[發明專利]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

• 申請號: 201610838851.2
• 申請日: 2016-09-02
• 公開（公告）號: CN107793700B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（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

本發明提供一種碳纖維/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。本發明的復合材料是通過碳纖維與聚酰亞胺纖維混紡或混編的方式得到二者的混雜織物，然后與對應的樹脂及填料復合制備復合材料。本發明采用聚酰亞胺纖維作為增強體的主體材料之一，能夠在不影響復合材料力學強度的條件下，很好的解決僅采用碳纖維作為增強體時復合材料的脆性問題，不僅大幅度提高了其抗沖擊性能，還進一步提高了復合材料的絕緣性能。該材料可應用于防彈衣、防彈提包、防彈裝甲、防彈護板、防彈頭盔、安全頭盔、防撞墻、防撞護板、保險杠、剎車片、砂輪、摩擦材料，還可用于橋梁、建筑物的增強、補強和加固。

技術領域

本發明涉及高強度、高韌性、耐高溫復合材料制備領域，具體地，涉及一種碳纖維/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，以及該方法制備的復合材料。

背景技術

碳纖維復合材料以其輕質、高強高模、耐高溫等性能著稱，是發展國防軍工、航天航空、新能源及高科技產業的重要基礎材料。然而，雖然碳纖維具有以上的性能優點，但其性脆，在防彈材料、防撞材料和透波材料等考慮韌性和抗沖擊性能應用領域有一定的局限性，因此采用其制備的復合材料通常需要選擇合適的增韌方法才能更好的得到應用。以碳纖維/環氧樹脂基復合材料為例，傳統的增韌方法是將熱塑性工程塑料通過物理共混的方法對環氧樹脂基體進行增韌，但其存在添加量大、加工困難的問題。同時，碳纖維具有導電性，在對絕緣性和透波性等有要求的領域尚未取得很好的應用。

有研究采用玻璃纖維或芳綸纖維與碳纖維混雜的方式，以提高復合材料制品的抗沖擊性能、韌性和絕緣性。但玻璃纖維的力學強度略低，且密度較大，采用其作為混雜配體主要是為了降低成本，對于性能的改善比較有限；芳綸纖維雖然具有優異的力學性能，如kevlar49纖維具有較高的強度和模量，但其尺寸穩定性和耐紫外輻照性能較差、吸水率高，抗濕熱老化性能差，影響復合材料的加工和使用壽命，尤其影響其作為主要結構部件應用于航空航天領域中的長時間使用穩定性。同時，芳綸纖維的玻璃化溫度和使用溫度難以滿足高性能樹脂如聚酰亞胺樹脂的成型加工需求，這也在很大程度上限制了其與碳纖維混雜復合材料的進一步應用。

因此，現在急需一種纖維材料與碳纖維混雜，在不影響復合材料其他性能的前提下，提高碳纖維復合材料的韌性。既克服玻璃纖維密度高的缺點，又避免芳綸纖維吸水率高、不耐紫外輻照、抗濕熱老化性能差的缺點，還能夠進一步提高混雜織物的高溫使用性能，滿足聚酰亞胺、聚醚醚酮等高性能樹脂的成型工藝要求。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中碳纖維復合材料韌性和抗沖擊性能較差的問題，提供一種碳纖維/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。