[发明专利]具有降低的表面粗糙度的纤维复合材料及其制造方法

权利要求书

1.一种制备纤维增强复合材料的方法，其包含

a)形成浸渍的多层纤维预制件，所述预制件包含

i)纤维垫，其包括单根纤维直径为至少250nm的纤维团，

ii)施加到所述纤维垫的纳米纤维片，其中所述纳米纤维片的特征在于A)由直径为至多100纳米、纵横比为至少3并且由在步骤c)的条件下不熔融或降解的材料制成的单丝构成；B)厚度为至多1mm和C)孔隙率为至少30％；其中所述浸渍的纳米纤维片与所述浸渍的预制件的主表面共同延伸，并且所述纳米纤维片的所述单丝基本上平行于所述主表面取向；和

iii)树脂组合物，其包括浸渍所述纤维垫和纳米纤维片的液相，使得所述浸渍的多层预制件的孔隙率为至多2体积％；以及

b)通过冷却、固化或冷却和固化所述树脂组合物来使所述树脂组合物的所述液相凝固，以形成所述纤维增强复合材料，其中所述浸渍的纳米纤维片与所述纤维增强复合材料的主表面共同延伸，其中所述纳米纤维片的所述单丝基本上平行于所述主表面取向。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)包括以下步骤：

a)通过将所述纳米纤维片施加到所述纤维垫的主表面形成多层纤维预制件，使得所述多孔纳米纤维片的所述单丝基本上平行于所述多孔纳米纤维片所施加到的所述主表面取向；

b)通过将所述树脂组合物施加到所述多层预制件的至少一个表面形成所述浸渍的预制件，使得所述树脂组合物的所述液体树脂相渗透到所述纳米纤维片和所述纤维垫中，以形成树脂浸渍的纤维团，其中所述纳米纤维片和纤维嵌入所述树脂组合物的所述液相中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述纳米纤维片的厚度为至多100μm。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述纳米纤维片的厚度为至多10μm。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述纳米纤维的直径为5至50nm。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述纤维垫包括每根粗纱具有300至30,000根长丝并且直径为25μm至1mm的复丝粗纱。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液体树脂相包括至少一种环氧树脂。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述树脂组合物包括用于所述环氧树脂的硬化剂和用于所述环氧树脂和所述硬化剂的反应的催化剂。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述硬化步骤包括至少部分固化所述树脂组合物的步骤。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液体树脂相包括至少一种熔融热塑性聚合物。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述硬化步骤包括冷却所述树脂组合物的步骤。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述树脂组合物施加到所述纤维团并使树脂组合物的所述液体树脂相渗透到所述纤维团中的步骤包括以下步骤：将所述纤维团置于模具中、关闭所述模具并将所述树脂组合物注入所述模具中。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述树脂组合物施加到所述纤维团并使树脂组合物的所述液体树脂相渗透到所述纤维团中的步骤包括以下步骤：形成所述树脂组合物的膜并通过将所述树脂组合物的所述膜压靠所述纤维团来将所述膜施加到所述纤维团，以将所述树脂组合物的所述液相灌注入所述纤维团中。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述树脂组合物施加到所述纤维团并使树脂组合物的所述液体树脂相渗透到所述纤维团中的步骤包括以下步骤：将所述纤维团安置在开放的空腔中、将所述树脂组合物分配在所述开放的空腔中的所述纤维团的顶部上、关闭所述空腔并施加压力。