[實用新型]一種三維網絡結構的纖維增強結構泡沫材料

有效

• 申請號: 201822170030.3
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN209940883U
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 楊金;楊克儉;劉霖
• 申請（專利權）人: 湖南萊科新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L61/06;C08L67/06;C08L75/04;C08L77/10;C08K7/06;C08K7/14;C08K7/10;C08J9/00
• 代理公司: 44202 廣州三環專利商標代理有限公司
• 代理人: 肖宇揚

本實用新型屬于結構泡沫材料領域，具體公開了一種三維網絡結構的纖維增強結構泡沫材料，該結構泡沫材料包括三維網絡結構纖維增強體和發泡樹脂；三維網格結構纖維增強體包括由纖維組成的三維框架結構和在所述纖維增強結構泡沫材料結構Z軸方向縫編的連續纖維。與現有結構泡沫材料結構相比，本實用新型的結構泡沫材料實現了三維纖維網絡、樹脂和泡孔的均勻穩定分散，具有低密度、高機械強度、優異的握釘性能、可實現鋼釘直接固定連接等特點，既解決了常規纖維填充結構泡沫密度大、輕量化效果差的問題，又解決了中空織物填充泡沫由于填充物密度低帶來的握釘力不足的問題。

技術領域

本實用新型屬于結構泡沫材料領域，更具體的，涉及一種三維網絡結構的纖維增強結構泡沫材料。

背景技術

結構泡沫材料作為各種復合材料的夾芯結構的芯材使用，主要用來增加剛度、減輕重量。由于結構泡沫材料具備低密度、良好的比強度、吸水性低、隔音絕熱效果好等特性，被廣泛應用于風力發電、軌道交通、船舶、航空航天、建筑節能等領域。

隨著結構泡沫材料應用領域的不斷拓展和市場客戶要求的逐漸提高，常見的聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、聚酰亞胺(PMI)、聚苯乙烯均聚或共聚類(PS或SAN)、聚酯(PET)等結構泡沫材料的材料內部結構示意圖如圖1所示，進行纖維增強的結構泡沫材料的材料內部結構示意圖如圖2所示。由于圖1和圖2中的結構泡沫材料沒有形成三維網絡結構等原因，導致一方面結構泡沫材料的抗拉強度，抗彎強度偏低，另一方面要進一步提高該結構泡沫材料的綜合性能，必須加大纖維填充量，這樣會造成材料密度明顯增大，纖維與樹脂體系粘度大幅度提升導致分散困難從而造成結構及性能不穩定等問題，嚴重影響結構泡沫材料的應用范圍。

申請號為CN200510019078.9的中國實用新型專利公開了一種采用1～5％的植物纖維增強聚氨酯結構泡沫，制備得到力學強度良好的纖維增強聚氨酯結構泡沫，但是該方法所得材料密度大幅度提高，達到了0.3g/cm³以上。申請號為CN201621188070.5中國實用新型專利公開了一種輕量化大尺寸中空復合材料的搭接鋪層方法，這種復合材料(材料結構如圖3所示)主體由三維中空織物組成，利用三維中空織物的特性實現了材料的輕質高強。但是這種中空復合材料由于內部中空結構，加之填充物密度低，因而握釘力差，很難實現螺紋鋼釘的直接連接固定。

實用新型內容

針對背景技術中現有結構泡沫材料存在的問題，本實用新型提出了一種具有良好抗拉強度、抗彎強度、抗剪切強度和抗沖擊強度的三維網絡結構的纖維增強結構泡沫材料，該結構泡沫材料實現了三維纖維網絡、樹脂和泡孔的均勻分散，纖維填充量的加入不會導致結構泡沫材料密度大幅度提高；同時，該結構泡沫材料內部結構均勻，握釘力好，可以實現鋼釘直接固定連接。

本實用新型的目的通過以下技術方案予以實現：

一種三維網絡結構的纖維增強結構泡沫材料，包括三維網絡結構纖維增強體和發泡樹脂；所述三維網格結構纖維增強體包括由纖維組成的三維框架結構和在所述三維框架結構Z軸方向縫編的連續纖維。

優選所述連續纖維在所述纖維增強結構泡沫材料沿Z軸方向縫編形成的編縫層結構。

本實用新型纖維增強結構泡沫材料創造性的采用含Z軸方向連續纖維縫編的三維框架結構，形成了連續穩固的三維網絡結構，有效的保證輕質結構泡沫材料在各個方向的綜合力學性能，從而提高材料的抗拉強度和抗剪切強度，避免了常規依靠提高纖維填充量來增強材料性能的技術方案導致的材料密度迅速提高，纖維與發泡樹脂體系難于均勻分散等問題。

為了提高三維框架結構的穩定性，本實用新型有多種結構可供選擇，優選地，所述三維框架結構為長纖維搭接形成的搭接體、或者長纖維搭接形成的搭接體與連續纖維編織組成的纖維編織層(布)形成的纖維編織體結構。

進一步優選地，所述長纖維搭接體由長纖維無規則搭接組成。