一种网状形状记忆复合材料结构及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115838258A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202211514921.0(22)申请日2022.11.29(71)申请人武汉纺织大学地址430205湖北省武汉市江夏区阳光大道1号(72)发明人刘洋黄萤任海鹏李威赵兴祖(74)专利代理机构武汉市首臻知识产权代理有限公司42229专利代理师朱迪(51)Int.Cl.C04B26/14(2006.01)C04B111/94(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称一种网状形状记忆复合材料结构及其制备方法(57)摘要一种网状形状记忆复合材料结构包括：网状纤维织物骨架和形状记忆包覆材料，所述网状纤维织物骨架由碳纤维纱线编织而成，所述形状记忆包覆材料填充于网状纤维织物骨架的碳纤维纱线的内部间隙中，所述形状记忆包覆材料包覆于网状纤维织物骨架的碳纤维纱线的外部。本设计不仅自身质量轻、导电性好，还能利用织物自身的结构提升材料的回复力和回复速率。CN115838258ACN115838258A权利要求书1/2页1.一种网状形状记忆复合材料结构，其特征在于：所述复合材料结构包括：网状纤维织物骨架（1）和形状记忆包覆材料（2），所述网状纤维织物骨架（1）由碳纤维纱线（11）编织而成，所述形状记忆包覆材料（2）填充于网状纤维织物骨架（1）的碳纤维纱线（11）的内部间隙中，所述形状记忆包覆材料（2）包覆于网状纤维织物骨架（1）的碳纤维纱线（11）的外部。2.根据权利要求1所述的一种网状形状记忆复合材料结构，其特征在于：所述形状记忆包覆材料（2）的外部包覆有增强导电材料层（3）。3.根据权利要求2所述的一种网状形状记忆复合材料结构，其特征在于：所述形状记忆包覆材料（2）的前驱聚合物由E51环氧树脂、间苯二甲胺、十二胺、端环氧基液体丁腈橡胶以10：2：2：0~1.5的质量比配置。4.所述增强导电材料层（3）中的增强导电材料为碳纳米管或石墨烯或两者的混合物；根据权利按要求1、2或3所述的一种网状形状记忆复合材料结构，其特征在于：所述网状纤维织物骨架（1）由碳纤维纱线（11）编织而成，所述碳纤维纱线（11）为1k~12k碳纤维纱线。5.根据权利按要求4所述的一种网状形状记忆复合材料结构，其特征在于：所述网状纤维织物骨架（1）为纬平针薄片织物、纬平针圆管织物、纬平针方管织物、1+1罗纹薄片织物或双罗纹薄片织物。6.一种权利要求1‑5中任意一项所述的网状形状记忆复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：步骤一、编织骨架：使用半自动针织横机，采用1k~12k碳纤维纱线根据需求编织所需针法和形状的网状纤维织物骨架（1），编织完成后进入步骤二；步骤二、循环灌胶：根据需求配制形状记忆包覆材料（2）的前驱聚合物，将前驱聚合物预热至50～70℃来增加前驱聚合物的流动性，将网状纤维织物骨架（1）放入灌注模具中，然后采用正压注射法将形状记忆包覆材料（2）的前驱聚合物填充于网状纤维织物骨架（1）的内部纤维间隙和表面，循环次数大于等于10次，循环过程在50～70℃环境下进行，循环完成后，得到包覆形状记忆材料前驱聚合物的网状纤维织物骨架（1），进入步骤三；步骤三、凝胶态热处理：将装有包覆形状记忆材料前驱聚合物的网状纤维织物骨架（1）的灌注模具在80～100℃环境下保温0.5‑2h，使得前驱聚合物向固态转变，变成凝胶态形状记忆材料，从而使形状记忆材料不会从模具中流出且表面具有粘性，热处理完成后得到包覆凝胶态形状记忆材料的网状纤维织物骨架（1），进入步骤四；步骤四、增强导电材料灌注：配制增强导电材料的分散溶液并预热至80～100℃，对包覆凝胶态形状记忆材料的网状纤维织物骨架（1）进行第二轮循环灌注：采用正压注射法将增强导电材料粘附于凝胶态形状记忆材料表面，循环次数大于等于10次，循环过程在80～100℃环境下进行，循环完成后，得到表面粘附增强导电材料的形状记忆复合材料，进入步骤五；步骤五、热处理定型：将第二轮循环灌注完成的形状记忆复合材料在110～170℃环境下保温3～7h固化，最后自然冷却、脱模，此时得到网状形状记忆复合材料。7.根据权利要求6所述的一种轻质网状形状记忆复合材料的制备方法，其特征在于：2CN115838258A权利要求书2/2页所述步骤二、循环灌胶中，单次循环流程为：采用正压灌注设备，将形状记忆包覆材料（2）的前驱聚合物从模具底部注入模具内部，当前驱聚合物完全浸没网状纤维织物骨架（1）时，停止灌注，泄压使多余的前驱聚合物完全流出模具，此时单次灌注完成，记录循环次数一次。8.根据权利要求7所述的一种网状形状记忆复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤四、增强导电材料灌注中：增强导电材料的分散溶液为