[发明专利]碳纤维穿刺预制体及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维穿刺预制体，其特征在于：由若干个单元层层叠、预压缩并由Z向碳纤维穿刺复合而成，所述单元层由至少一层网胎与至少一层编织布层叠并预针刺复合而成；所述网胎由10－100mm长的碳纤维铺设制成，所述编织布由碳纤维编织而成。

2.按照权利要求1所述的碳纤维穿刺预制体，其特征在于：所述编织布为平纹布、斜纹布、无纬布或缎纹布的一种。

3.按照权利要求1或2所述的碳纤维穿刺预制体，其特征在于：编织布的表面密度为50－700 g/m²，厚度为0.2－0.85mm。

4.按照权利要求1或2所述的碳纤维穿刺预制体，其特征在于：网胎的表面密度为20－250g/m² ，厚度为0.1－0.5mm。

5.按照权利要求1或2所述的碳纤维穿刺预制体，其特征在于：所述Z向碳纤维为1K、3K、6K、12K、24K、48K碳纤维的一种。

6.一种碳纤维穿刺预制体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A、将碳纤维切制成10－100mm长的纤维，将短纤维放入烘箱内加热到100－180度，保温12－18小时，取出短纤维后经开松机开松形成松散状纤维，并在纤维表面喷洒水分，使松散状纤维保持1－3%的湿度，利用自动铺层设备将松散状纤维铺设成网胎，网胎的表面密度为20－250g/m² ，厚度为0.1－0.5mm；

B、将碳纤维通过编织机制成编织布，编织布的面密度为50－700 g/m²，厚度为0.2－0.85mm；

C、将至少一层网胎与至少一层编织布层叠并进行预针刺复合成为一个单元层，每个单元层中网胎的重量百分比含量在15－55%，编织布的重量百分比含量在45－85%，针刺密度控制在10－30针/cm³，层间密度控制在10－50    层/ cm；

D、以步骤C制备的单元层为基本单元，根据需要将若干个单元层层叠，利用自动压机在垂直方向施加50－200N压力并压缩到所需厚度；经预测流程机预测，确定穿刺间距和穿刺行程，根据对预制体的不同性能要求，在Z向穿入碳纤维，利用穿刺设备将Z向碳纤维穿过整个预制体，穿刺行程为Z向连续进行，使构成预制体的各个单元层牢固结合在一起；穿刺间距为1.2－3.5mm，制备的预制体的密度为0.45－0.85g/cm³。

7. 按照权利要求6所述的碳纤维穿刺预制体的制备方法，其特征在于：步骤D所述的Z向碳纤维为1K、3K、6K、12K、24K、48K碳纤维的一种。