[实用新型]一种碳纤维预浸料及复合材料层合板

说明书

技术领域

本实用新型涉及复合材料领域，尤其涉及一种碳纤维预浸料及复合材料层合板。

背景技术

高性能碳纤维增强树脂基复合材料以其高比强、高比模、性能可设计性及综合性能优异等特点而在航空、航天、兵器和船舰等领域得到普遍重视，并已在航空航天领域得到了较广泛的应用。特别是先进军用飞机，为提高战技性能，降低结构重量，需大量采用高性能碳纤维增强树脂基复合材料。

其中，碳纤维预浸料是制备高性能碳纤维复合材料重要的中间材料，并且，碳纤维预浸料性能对复合材料性能影响较大，例如，预浸料厚度将影响层合复合材料的设计空间；预浸料浸润均匀性，有无树脂堆积以及纤维损伤性等将影响复合材料的力学性能。

目前，碳纤维预浸料主要存在下述技术问题：第一，碳纤维层存在缝隙、间隙、或不平整等缺陷，容易导致树脂堆积，影响复合材料性能。

第二，碳纤维层面密度较大，严重限制了其在薄壁制件中的应用，不能满足高端复合材料领域的要求，并且纤维层常采用小丝束纤维进行扩展，扩展倍率低，生产成本高，生产效率低。

第三，碳纤维层的纤维损伤问题及树脂与碳纤维层的浸润性同样影响复合材料的力学性能。

因此，通过对碳纤维预浸料的碳纤维层、树脂以及树脂对纤维层的浸润研究，研制出一种外观质量佳，综合性能强，生产成本低的碳纤维预浸料具有重要意义。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种解决以上问题的碳纤维预浸料及复合材料层合板。

本实用新型提供了一种碳纤维预浸料，该碳纤维预浸料包括碳纤维层和树脂层，其中，碳纤维层的质量百分比为50～70％，所述碳纤维预浸料的厚度为0.02～0.2mm，所述碳纤维层的面密度为(20～200)±Dg/m²，面密度公差D≤5。

其中，所述树脂层的树脂玻璃化转变温度为120～150℃。

其中，所述树脂层为环氧树脂层，并且环氧树脂的固化温度为120～150℃。

其中，所述树脂层为环氧树脂层，并且环氧树脂层的固化温度为125～135℃。

其中，所述碳纤维层使用牌号为T700SC-12K或M30SC-18K的碳纤维丝束制得。

其中，所述碳纤维层为碳纤维编织布，所述碳纤维编织布组织包括平纹组织或斜纹组织，并且经纱与纬纱均为碳纤维展宽丝，所述碳纤维展宽丝的宽度为W，W＝(8～34)±W_Dmm，公差W_D≤3。

其中，所述碳纤维展宽丝复丝拉伸强度为4700～5200MPa。

其中，所述碳纤维编织布的纬纱弧度H范围为0±3mm。

其中，所述碳纤维层使用牌号为T700SC-12K的碳纤维丝束制得，所述碳纤维层为碳纤维平纹编织布，且面密度为(48～200)±Dg/m²，纬纱密度控制为(200mm/W±D/4)根/200mm。

其中，所述碳纤维层是使用超声合并扩展工艺制得的单向碳纤维层。

本实用新型还提供一种使用上述碳纤维预浸料制备而成的复合材料层合板。

本实用新型的有益效果包括：

一、本实用新型为薄层预浸料，通过对预浸料中低克重的碳纤维层的质量与树脂层的质量之比进行了优化，能有效提高预浸料性能，并增加复合材料的力学性能。

二、本实用新型通过对碳纤维层进行控制，能够有效解决树脂堆积、纤维克重不稳定、树脂浸润不均匀等问题，改善预浸料性能。

三、本实用新型通过对树脂性质及树脂对碳纤维的浸润作用进行了研究，制得的预浸料厚度薄、浸润效果佳，综合性能强。

四、本实用新型使用大丝束纤维束进行预浸料的制备，有效提高预浸料制备的层合板力学性能的同时，有效提高生产效率，大幅降低生产成本。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1纤维预浸料分解示意图；

图2本实用新型的一个实施例的纤维层的平面示意图；

图3本实用新型的另一个实施例的纤维层的平面示意图。

具体实施方式