[發明專利]一種抗壓縮復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810033490.3
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108221135A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 許福軍;張昆;王立永;宮浩;應芷欣;薛友松;邱夷平
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D03D25/00
• 分類號: D03D25/00;D03D15/00;D06C21/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王婧

本發明提供了一種抗壓縮復合材料的制備方法，其特征在于，包括：采用三維機織織造工藝織造三維間隔織物；然后采用手糊法將樹脂涂覆在織物的表面，并滲入織物內部，固化，固化過程中將織物壓縮，間隔紗被壓縮成屈曲結構并相互觸碰，固化后間隔紗之間借助于間隔紗吸附的樹脂在上述的相互觸碰的位置相互粘合形成交聯的網絡，得到抗壓縮復合材料。本發明以膨體紗作為間隔紗，膨體紗結構吸附樹脂能力強，獲得的輕質抗壓縮復合材料中間隔紗通過樹脂相互粘合，形成交聯網絡，使材料具有輕質和耐壓縮能力。

技術領域

本發明屬于三維機織物的制備領域，特別是涉及一種輕質高強抗壓縮復合材料的制備方法。

背景技術

隨著社會的發展，人們對復合材料提出的更高的要求，比如輕質、高強、抗分層和耐壓縮等綜合特性。熱固性復合材料由于強度模量高，耐腐蝕和耐老化等性能，在工業領域廣泛應用。然而，熱固性復合材料的密度較高，限制了在交通運輸和航空航天領域的應用。有人采用蜂窩結構復合材料板或者三明治結構發泡材料復合材料板作為輕質抗壓縮材料。但是該類材料由于多層材料相互粘合而成，容易造成分層破壞。

以三維織物作為增強體制備的復合材料具有整體性好抗分層能力強的優點。三維間隔織物由兩個表面層和一個中間間隔層組成，通過連續的紗線將這三部分連接在一起。間隔織物的上下面層同傳統的二維織物一樣，由經緯紗交織而成，而中間芯層則是由連接上下面層的柱紗組成，柱紗沿織物經向呈“8”字形、X形或V形排列。由于兩個面層間有Z向連接，間隔織物復合材料克服了層合材料間的面、芯剝離現象，具有優異的整體性、耐久性和抗沖擊性。由于該材料可以一次復合成型，使加工成本降低，并且其擁有連續孔洞，具有整體性好、質地輕的特點，廣泛應用于能源、交通運輸、建筑、航海等領域等方面。

三維間隔織物復合材料由于具有中空結構，質量很輕，比壓縮強度較高。然后在復合材料受到壓縮時，間隔紗變形和破壞導致復合材料結構破壞。即使通過增加間隔紗的數量的方法，也因為受到織造工藝的限制，也無法顯著增加壓縮強度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種操作簡單，效果明顯的輕質耐壓縮熱塑性復合材料的制備方法。該方法獲得的輕質耐壓縮熱塑性復合材料，具有三維一體的中空網絡結構，而且間隔紗之間相互粘合支撐，形成了有效的交聯網絡，從而獲得了很好的耐壓縮能力。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種抗壓縮復合材料的制備方法，其特征在于，包括：采用三維機織織造工藝織造三維間隔織物；然后采用手糊法將樹脂涂覆在織物的表面，并滲入織物內部，固化，固化過程中將織物壓縮，間隔紗被壓縮成屈曲結構并相互觸碰，固化后間隔紗之間借助于間隔紗吸附的樹脂在上述的相互觸碰的位置相互粘合形成交聯的網絡，得到抗壓縮復合材料。

將三維間隔織物進行壓縮，目的是使相鄰的間隔紗線之間相互接觸，在吸收樹脂并且固化后可以形成交聯的網絡結構，提高復合材料的耐壓縮能力。因此，根據間隔紗密度和高度的不同，三維織物的壓縮比可以是0.1至0.9之間的參數。優選地，所述的固化過程中將織物壓縮至原厚度的1/2。

優選地，所述的三維間隔織物的經緯紗為高性能纖維、其它合成纖維以及天然纖維中的一種或多種混雜。

優選地，所述的間隔紗線為高性能纖維或其它合成纖維、高性能纖維或其它合成纖維的膨體紗結構，高性能纖維或其它合成纖維的空氣變形紗或者多毛羽的混紡紗、或普通長絲纖維形式的紗線。

優選地，所述的高性能纖維為玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維、玄武巖纖維以及石英纖維中的一種或者多種混雜。

所述的樹脂為環氧樹脂、不飽和乙烯基樹脂、酚醛樹脂和聚二甲基硅氧烷樹脂等熱固性樹脂；也可以是聚氨酯樹脂，聚乙烯醇樹脂和聚丙烯酸樹脂溶液等熱塑性樹脂。

優選地，所述的三維間隔織物可以是三維機織間隔織物，也可以是三維針織間隔織物或三維編織間隔織物等具有垂直間隔紗線的織物結構。