[發明專利]可快速復合成型的熱塑性預浸織物結構

在審

• 申請號: 201810103211.6
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108215383A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 朱波;喬琨;劉玉蘭;周亮
• 申請（專利權）人: 山東中恒景新碳纖維科技發展有限公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B27/32;B32B27/12;B32B27/02;B32B27/04;B32B27/34;B32B27/30;B32B27/14;B32B27/28;B32B33/00
• 代理公司: 北京恩赫律師事務所 11469
• 代理人: 趙文成

本發明公開了一種可快速復合成型的熱塑性預浸織物結構，屬于高性能纖維預浸織物制備領域。所述可快速復合成型的熱塑性預浸織物結構包括第一表面熔融纖維層和第二表面熔融纖維層均采用熱塑性纖維織物或熔融熱塑性粉體構成；第一中間混雜編織織物層和第二中間混雜編織織物層均采用熱塑性纖維混雜碳纖維形成二維織物結構；主體熱熔纖維層由高強碳纖維單向織物構成，所述主體熱熔纖維層能夠通電產生熱效應將所述第一表面熔融纖維層和第二表面熔融纖維層的熱熔纖維熔融，最終形成碳纖維預浸原料。本發明預浸布成型速度快，冷卻迅速熱慣性小，避免了大量的加熱能量損失。

技術領域

本發明涉及高性能纖維預浸織物制備領域，特別是指一種可快速復合成型的熱塑性預浸織物結構。

背景技術

連續碳纖維長絲或碳纖維混合其他纖維的混雜纖維增強織物預浸料或預浸布，基于碳纖維的高強度高模量以及其他高韌性纖維的力學特性優勢，在工業、農業、交通以及航空航天復合材料制品的加工領域得到了廣泛應用。隨著碳纖維熱塑性樹脂復合材料的不斷發展和加工技術的不斷提高，一種作為碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料的中間半成品原料——熱塑性碳纖維預浸料或碳纖維混雜預浸料也得到了較快的發展。

目前的碳纖維或碳纖維混雜纖維預浸料的制備主要采用熱熔浸漬法、溶液浸漬法或者粉末浸漬法制備。而對于目前的熱塑性樹脂的熔融較難控制的問題，各種加熱裝備的結構設計成為研究的重點，但鑒于機械裝備技術的諸多問題，要順利實現高效率連續化的連續纖維熱塑性預浸布的制備仍然存在較大困難；而高性能熱塑性樹脂的溶解也是無法解決的問題，因此對于溶劑的選擇和溶劑毒性的避免也是嚴重的技術壁壘。

而碳纖維是一種半導體特性的無機材質纖維，自身通電會瞬時產生較大的熱效應，利用碳纖維通電發熱的特性可制備不同類型的電加熱裝置，例如紅外電熱線、紅外加熱元件等，而在碳纖維混雜預浸布的制備過程中，尤其是熱塑性樹脂預浸料的制備過程中，要快速達到熱塑性樹脂基材(粉末、纖維等)的熔融是關鍵的技術步驟，傳統的制備技術往往通過外部加熱的方式達到熔融效果，過程長、能耗大、連續化效果不好。因此嘗試一種利用碳纖維通電產生熱效應的新型熱熔復合的預浸布成型方式成為研究的新穎方向。

發明內容

本發明提供一種可快速復合成型的熱塑性預浸織物結構，其可在傳動輥的加壓過程中同時進行表面通電，通過瞬時碳纖維熱效應完成熔融浸漬過程，預浸布成型速度快，冷卻迅速熱慣性小，避免了大量的加熱能量損失。

為解決上述技術問題，本發明提供技術方案如下：

一種可快速復合成型的熱塑性預浸織物結構，依次包括第一表面熔融纖維層、第一中間混雜編織織物層、主體熱熔纖維層、第二中間混雜編織織物層、第二表面熔融纖維層，其中：

所述第一表面熔融纖維層和第二表面熔融纖維層均采用熱塑性纖維織物或熔融熱塑性粉體構成；

所述第一中間混雜編織織物層和第二中間混雜編織織物層均采用熱塑性纖維混雜碳纖維形成二維織物結構；

所述主體熱熔纖維層由高強碳纖維單向織物構成，所述主體熱熔纖維層能夠通電產生熱效應將所述第一表面熔融纖維層和第二表面熔融纖維層的熱熔纖維熔融，最終形成碳纖維預浸原料。

進一步的，所述主體熱熔纖維層的碳纖維采用T300、T700、T800、T1000中的一種。

進一步的，所述主體熱熔纖維層的碳纖維的排布幅寬控制在0.5-1.6m范圍內。

進一步的，所述主體熱熔纖維層的碳纖維的面密度控制在16-22g/m²范圍內。

進一步的，所述第一中間混雜編織織物層和第二中間混雜編織織物層的二維織物結構采用平紋、斜紋、緞紋中的一種。