一种碳纤维/聚酰亚胺纤维混杂织物作为增强主体的复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107793700A(43)申请公布日2018.03.13(21)申请号201610838851.2B29C70/44(2006.01)(22)申请日2016.09.02B29C70/48(2006.01)(71)申请人江苏先诺新材料科技有限公司地址213146江苏省常州市武进区经济开发区腾龙路2号(72)发明人武德珍韩恩林于文骁陈金梅牛鸿庆俞建刚(51)Int.Cl.C08L63/00(2006.01)D01F8/16(2006.01)D01F8/18(2006.01)C08L79/08(2006.01)C08L61/16(2006.01)C08K7/06(2006.01)D03D15/00(2006.01)B29C70/34(2006.01)权利要求书2页说明书7页(54)发明名称一种碳纤维/聚酰亚胺纤维混杂织物作为增强主体的复合材料及其制备方法(57)摘要本发明提供一种碳纤维/聚酰亚胺纤维混杂织物作为增强主体的复合材料及其制备方法。本发明的复合材料是通过碳纤维与聚酰亚胺纤维混纺或混编的方式得到二者的混杂织物，然后与对应的树脂及填料复合制备复合材料。本发明采用聚酰亚胺纤维作为增强体的主体材料之一，能够在不影响复合材料力学强度的条件下，很好的解决仅采用碳纤维作为增强体时复合材料的脆性问题，不仅大幅度提高了其抗冲击性能，还进一步提高了复合材料的绝缘性能。该材料可应用于防弹衣、防弹提包、防弹装甲、防弹护板、防弹头盔、安全头盔、防撞墙、防撞护板、保险杠、刹车片、砂轮、摩擦材料，还可用于桥梁、建筑物的增强、补强和加固。CN107793700ACN107793700A权利要求书1/2页1.一种共混纤维，其特征在于，由聚酰亚胺纤维和碳纤维组成。2.一种混杂纤维织物，其特征在于，由聚酰亚胺纤维和碳纤维组成。3.根据权利要求2所述的混杂纤维织物，其中，所述聚酰亚胺纤维选自高强高模型聚酰亚胺纤维，纤维的强度大于1.5GPa，模量大于80GPa，断裂伸长率大于2％，玻璃化温度大于250℃，空气气氛下10wt％热分解温度大于500℃，300℃高温处理100h后强度保持率大于85％，回潮率小于2％。4.一种碳纤维/聚酰亚胺纤维混杂织物作为增强主体的复合材料，其特征在于，采用碳纤维与聚酰亚胺纤维通过混编或混纺的方式得到二者的混杂织物，然后与树脂和填料复合，最终固化成型得到的复合材料。5.根据权利要求4所述的复合材料，其中，所述聚酰亚胺纤维选自高强高模型聚酰亚胺纤维，纤维的强度大于1.5GPa，模量大于80GPa，断裂伸长率大于2％，玻璃化温度大于250℃，空气气氛下10wt％热分解温度大于500℃，300℃高温处理100h后强度保持率大于85％，回潮率小于2％。6.根据权利要求4所述的复合材料，所述聚酰亚胺纤维占混杂纤维织物的体积分数在1％-99％之间。7.根据权利要求4所述的复合材料，所述树脂选自环氧树脂、不饱和树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚氯乙烯树脂、聚甲醛树脂、氯化聚氯乙烯树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂、光固化树脂、地聚物树脂之中的一种或多种。8.根据权利要求4所述的复合材料，纤维部分占复合材料的体积分数在10％-90％之间。9.根据权利要求4所述的复合材料，其特征在于，弯曲强度大于650MPa，弯曲模量大于40GPa，层间断裂韧性大于0.45kJ·m-2，空气气氛条件下5wt％热分解温度大于210℃。10.一种碳纤维/聚酰亚胺纤维混杂织物作为增强主体的复合材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)将碳纤维与聚酰亚胺纤维通过混纺得到混杂纱线，然后经编织机得到二维或三维织物，聚酰亚胺纤维所占的体积分数在1％-99％之间；(2)将碳纤维与聚酰亚胺纤维通过混编的方式，得到碳纤维作为经线、聚酰亚胺纤维作为纬线，或聚酰亚胺纤维作为经线、碳纤维作为纬线，或二者共为经线和纬线，或者交替、随机排列方式得到平纹、斜纹或具有特定形状的二维平面或三维立体织物，聚酰亚胺纤维所占的体积分数在1％-99％之间；(3)将步骤(1)或步骤(2)得到的混杂织物与树脂和填料通过湿法浸胶或干法浸胶得到预浸料然后铺层得到预成型件，或通过树脂传递模塑的工艺得到预成型件，然后在一定的温度和压力下固化成型。11.根据权利要求10所述的制备方法，所述碳纤维为T300级以上碳纤维，所述聚酰亚胺纤维为高强高模聚酰亚胺纤维，聚酰亚胺纤维的强度大于1.5GPa，模量大于80GPa，断裂伸长率大于2％，玻璃化温度大于250℃，空气气氛下10wt％热分解温度大于500℃，300℃高温处理100h后强度保持率大于85％，回潮率小于2％。12.根据权利要求10所述的制备方法，步骤(3)中复合材料中纤维