[發明專利]一種無機增強纖維層壓材料的制造工藝

在審

• 申請號: 201711338932.7
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108081639A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 陳遜
• 申請（專利權）人: 陳遜
• 主分類號: B29C70/42
• 分類號: B29C70/42;B29B11/00;B29B11/12;B29B15/08;B29K105/08;B29K67/00;B29K81/00
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

本發明提供了一種無機增強纖維層壓材料的制造工藝，其工藝包含無機增強纖維的表面處理，無機增強纖維布層壓材料預制，無機增強纖維層壓材料的制造，無機增強纖維層壓材料的退火處理，無機增強纖維層壓材料成品，該層壓材料具有很高的機械強度、電絕緣性，耐化學性，耐輻射性好的優點，適宜用于航天航空、飛機座椅、坦克裝甲、汽車車體外殼、汽車座椅支撐、高鐵車廂箱體外殼、高鐵座椅、印刷電路基板，高溫隔熱材料及低溫絕熱材料等極端領域。

技術領域

本發明屬于特種纖維復合材料的生產、應用領域，特別涉及一種無機增強纖維層壓材料的制造工藝。

背景技術

纖維增強樹脂基復合材料是從上世紀30年代首先在美國開始發展，當時的復合材料制品主要是為了滿足軍工以及航空航天領域的需要。近年來，由于纖維熱塑性復合材料擁有諸多優點，人們開始將研究重點轉向了纖維增強熱塑性或/和熱固性復合材料，開始對該類材料進行持續深入的研究，纖維熱塑性復合材料的產量逐漸提升，加工方式也層出不窮，纖維增強熱塑性或/和熱固性復合材料己經在眾多領域得到了應用，比如航空航天、汽車、電子電器、橋梁建筑加固、游艇艦船等。

與熱固性樹脂相對比，熱塑性樹脂具有眾多優點，比如高韌性、高強度、易成型加工、易于重復加工利用、一些熱塑性材料還具有優異的阻燃性、耐化學品、耐輻射、電絕緣性好等特性，因此纖維增強熱塑性復合材料發展迅猛，近年來的增長速度己經趕超纖維增強熱固性復合材料。

纖維增強熱塑性復合材料根據纖維的增強形式一般可以分為短纖維增強熱塑性復合材料（SFT），長纖維增強熱塑性復合材料（LFT）以及連續纖維增強熱塑性復合材料（CFT）。

雖然纖維增強熱塑性復合材成型工藝簡單，易成型各種結構復雜的制品，但是受到纖維長度的限制，它們對復合材料力學性能的提升作用十分有限，跟一般填料增強的效果類似，因此其制品的應用受到了力學性能的限制。與SFT相比，制品中LFT纖維的保留長度較長，一般均在10mm以上，此外諸如在線混煉工藝，經過螺紋元件的特殊組合，調節合適的剪切效果，甚至可以生產纖維保留長度達到30～50mm的LFT板材如此高的纖維保留長度足以顯著提升復合材料的力學性能。在纖維增強復合材料中，當纖維長度超過臨界長度時，隨著樹脂中纖維長度的增加，在材料發生破壞時，纖維通過斷裂、脫粘、拔出等過程需要消耗更多的能量；此外，纖維的端部是裂紋增長的引發點，相同纖維含量的長纖維端部數量遠遠小于短纖維，上述這些原因使得長纖維增強復合材料力學性能明顯優于短纖維增強復合材料，從而可以擴大纖維增強復合材料的應用范圍。

由于CFT其增強纖維是連續的，在制品中，CFT纖維保留長度基本上與制品尺寸一致，因此力學性能又能夠獲得進一步的提升。另外，也具有很好的可設計性，能夠根據需要對制品各個方向上的性能進行設計，從而滿足不同場合的需求。的高性能及可設計性，使其能夠用來作為重要的承力結構部件，達到替代常規鋼材部件的目的，大大減輕最終產品的質量，降低成本，減少能耗。近年來，隨著節能減排，低碳經濟概念的深入人心，連續纖維增強熱塑性復合材料必將迎來一個重要的挑戰和機遇。基于連續纖維增強熱塑性復合材料的優勢和機遇，研究與開發新型的連續纖維增強熱塑性復合材料是十分必要的，尤其是高性能熱塑性樹脂如特種工程塑料及新興成型工藝如拉擠、纏繞等方向的開發與研究。

與短纖維和長纖維增強熱塑性復合材料相比，連續纖維增強熱塑性復合材料具有更加優異的力學性能，能夠作為結構材料使用；再加上輕質、耐腐蝕等優點，是一種能夠有效替代鋼材的材料。研究與開發新型的連續纖維增強熱塑性復合材料是十分必要的，尤其是高性能熱塑性樹脂如特種工程塑料及新興成型工藝如拉擠、纏繞等方向的開

發與研究。

材料在使用過程不僅時刻承受著外加載荷，還需要面對不同環境的侵蝕，研究材料在這些因素作用下性能的變化規律，能夠對材料的實際應用帶來重要的指導作用。