[发明专利]一种提高复合材料抗分层性能的方法

说明书

本发明公开了一种提高复合材料抗分层性能的方法。它是将磨碎的短切碳纤维、胶及稀释剂混合均匀，形成磨碎纤维胶，再在干织物层间直接涂敷磨碎纤维胶，或者在去除了去离型纸和离型膜的织物预浸料层间涂敷磨碎纤维胶；然后模压成型，得到复合材料。本发明在干织物层间直接涂敷磨碎纤维胶或者在去除了去离型纸和离型膜的织物预浸料层间涂敷磨碎纤维胶，通过模压使刚硬状的短切碳纤维嵌入织物层纤维间的缝隙中，无数个微小的短切碳纤维嵌入织物纤维的层间能起到销钉的连接作用，可显著提高抗分层性能，同时还能提高材料的综合力学性能，如抗剪切性能。

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种提高复合材料抗分层性能的方法。

背景技术

多层复合板材的易分层的问题，是影响材料综合使用性能的重要指标。国内外都有一些技术措施，如织物缝合技术、三维编织技术、Z-pin销钉植入技术、原位复合技术、X-core技术、纱线层连技术、绗缝技术、纤维针刺毡技术等。这些技术一是生产成本较高，二是生产过程对纤维的损伤较严重，三是生产工艺标准化程度低，四是产品的质量一致性难以控制。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种提高复合材料抗分层性能的方法。

本发明的提高复合材料抗分层性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将磨碎的短切碳纤维、胶及稀释剂混合均匀，形成磨碎纤维胶，再在干织物层间直接涂敷磨碎纤维胶，或者在去除了去离型纸和离型膜的织物预浸料层间涂敷磨碎纤维胶；然后模压成型，得到复合材料。

所述胶一般采用热固性树脂或者热塑性树脂。所述胶为环氧树脂或酚醛树脂或聚酰亚胺或聚氨酯(PU)等或热塑聚合物如聚丙烯PP或聚酰亚胺PA等。

优选，具体步骤如下：

a、将磨碎的短切碳纤维与环氧树脂和丙酮按照质量比：15～20：60～70：15～20混合均匀，形成磨碎纤维胶；

b、在碳纤维织物层间或去除了离型纸和离型膜的环氧树脂基预浸料层间直接涂敷磨碎纤维胶，磨碎纤维胶湿态厚度为0.2～1mm，然后模压成型，得到复合材料。

优选，所述的磨碎的短切碳纤维是将长度为0.5～4mm的短切碳纤维经过球磨机磨碎后，变成磨碎碳纤维，磨碎碳纤维为两端尖锐的刚性针状体，其长度在0.1～2mm，磨碎碳纤维的细度为2～8μm。

优选，所述的模压成型是在上、下模具的边缘处涂敷磨碎纤维胶，使得边缘或角处的开放式织物层断面呈饱和粘接，以增强粘接牢度，然后将上、下模具合模，模具升温，模压成型，得到复合材料。

本发明在干织物层间直接涂敷磨碎纤维胶或者在去除了去离型纸和离型膜的织物预浸料层间涂敷磨碎纤维胶，通过模压使刚硬状的短切碳纤维嵌入织物层纤维间的缝隙中，无数个微小的短切碳纤维嵌入织物纤维的层间能起到销钉的连接作用，可显著提高抗分层性能，同时还能提高材料的综合力学性能，如抗剪切性能。三维分布的磨碎的短切碳纤维作为多层复合材料的夹层，能有效克服以往多层同类纤维织物或预浸料容易分层的缺陷。通过模具的型面控制，贴模制备工艺，还可制备成异形曲面夹芯结构材料。因此，本发明的方法是提高多层复合材料抗分层能力的有效方法，也是复合材料的制备技术中较经济的方法之一。

具体实施方式：

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1：

1、将长度为0.5～4mm的短切碳纤维经过球磨机磨碎后，变成磨碎碳纤维，磨碎碳纤维为两端尖锐的刚性针状体。其长度在0.1～2mm之间，磨碎碳纤维的细度在2～8μm(微米)。

2、将磨碎纤维与环氧树脂和丙酮按照质量比：15％：70％：15％混合均匀，形成磨碎纤维胶，以便于用毛刷或胶辊涂敷。