[发明专利]碳纤维无序毡及碳纤维复合材料

权利要求书

1.包含纤维束的无序毡材料，所述纤维束包含平均纤维长度为5至100mm的纤维，并且纤维束中纤维的平均数量N满足下式：

其中，D为纤维束中纤维的平均直径，以微米表示，并且

其中，纤维束中纤维数量的标准偏差SD_N满足下式：

1,000<SD_N<6,000

其中，在纤维束端部，纤维束中纤维的数量在纤维方向上从纤维束的中心到边缘减少。

2.根据权利要求1所述的无序毡，其中，纤维束中纤维数量的标准偏差SD_N满足下式：

2,000<SD_N<6,000。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的无序毡，其中，纤维选自由碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、及它们的任意混合物组成的组。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无序毡，其中，所述无序毡包含热固性或热塑性的基体、和纤维束。

5.包含纤维束的无序毡的生产方法，所述纤维束包含纤维，所述方法包括以下步骤：

步骤(i)，以实质上恒定的间隔切割纤维束，其中，切削刃相对于纤维方向而言具有倾斜角θ；和

步骤(ii)，减小纤维束的尺寸，由此提供根据本发明的无序毡材料。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述纤维束包含平均纤维长度为5至100mm的纤维，并且纤维束中纤维的平均数量N满足下式：

其中，D为纤维束中纤维的平均直径，以微米表示，并且

其中，纤维束中纤维数量的标准偏差SD_N满足下式：

1,000<SD_N<6,000

其中，在纤维束端部，纤维束中纤维的数量在纤维方向上从纤维束的中心到边缘减少。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述纤维束为权利要求2至5中任一项所定义的纤维束。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，利用拉伸辊来减小纤维束的尺寸，所述拉伸辊配置于距切割辊的距离L为5至100mm的范围内，所述切割辊以转速vc旋转，所述拉伸辊以转速vr旋转；其中vr大于vc。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其中，利用切割辊来实施切割步骤(i)，所述切割辊具有转速vc，其中，

100RPM<vc<400RPM。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，其中，vr/vc之比满足下式：

20<vr/vc<80。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中，辊的形状为圆柱形或圆锥形。

12.根据权利要求5至11中任一项所述的方法，其中，在步骤(i)中对12K或24K碳纤维束进行切割。

13.根据权利要求5至12中任一项所述的方法，其中，利用热固性或热塑性聚合物膜或粉末涂覆成膜。

14.复合材料，其包含权利要求1至4中任一项所定义的无序毡、或可根据权利要求5至13中任一项所定义的方法获得的无序毡。

15.成型纤维增强制品，其中，所述成型纤维增强制品包含权利要求1至4中任一项所定义的一种或多种无序毡、或可根据权利要求5至13中任一项所定义的方法获得的无序毡，或包含根据权利要求14的一种或多种复合材料，其中，相对于所述纤维增强制品的总质量而言，所述纤维增强制品包含优选为10至65质量％的纤维束。