[实用新型]连续纤维多轴向增强热塑性复合板材

说明书

技术领域

本实用新型涉及经编技术制备热塑性复合材料的领域，具体涉及一种连续纤维多轴向增强热塑性复合板材。

背景技术

连续纤维多轴向增强热塑性复合板材，具有独特的制备技术与产品优势，近年来在国际市场得到了快速的发展，欧美一些发达的国家已有一些产品应用到航海航空及军用与民用领域，发展趋势是替代现行的热固性材料，及取代薄型的不锈钢卷板或铝板制备产品，实现产品高性能与轻量化节能的目标。

在增强塑料领域，可承重的复合材料(片)板材是较新出现但快速增长的开发成果。在制作结构和半结构产品的用途中，比它们先出现的是热塑性预浸料，这是为在航空航天应用中代替热固性预浸料而研发的材料，更加类似先进热固性复合材料。它们不仅简化了模塑商的操作，而且由于可在自动化生产线上大量生产，因而提高了最终制品的一致性和可重复性。它们的成型周期缩短，制品比热固性复合材料具有更好的抗冲击性，并且可以循环利用。

现有技术中，利用玻纤原丝先制备连续纤维毡，经针刺工艺预固网形成二维或三维结构的连续纤维针刺毡，将连续毡预热之后再利用挤出机淋膜的方式，将熔融树脂分别喷淋到连续纤维毡上下的界面，再通过高温辊压熔融浸渍及热压成型与复合工艺，制作连续纤维增强的热塑性复合板材(结构型GMT)，由于板材表面存在的针孔现象降低了产品性能，另因为增强材料未经过展纤(分散玻纤束)工艺，所以存在增强材料浸渍不均匀，或板材内部空隙率多的产品缺陷，力学性能同比连续纤维多轴向增强的复合材料要差一些。

连续纤维多轴向经编织物或其它机织物的材料，目前大部分用于制备热固性增强基材，采用不饱和树脂浸渍的生产工艺，(如采用真空浇灌与缠绕成型)制备热固性预浸料或制作产品。因树脂黏度低织物增强材料浸渍较容易；所以不需展纤(分散纤维束)就能顺利完成纤维浸渍工程，生产如：大型风能的叶片、船舶游艇或民用建筑的结构件、玻璃钢板材等产品。热塑性熔融树脂因黏度高流动性差，形成了对织物增强材料浸渍的技术瓶颈；实践证明没有经过展纤分散均匀的增强材料(碳纤或玻纤)，要达到束内(单丝集合)浸渍均匀的目的，实现经编行业低成本工业化生产高性能纤维织物的热塑复合板材将是十分困难的，所以国内目前制备可替代先进的热固性板材，包括替代铝板或不锈钢板等高品质的热塑性复合板材，还处在研制阶段没有形成工业化生产。

目前国内外制造连续纤维多轴向增强热塑性复合片(板)材的方法，主要采用熔体浸渍法先制作单向(0°)连续纤维的预浸带，经裁剪单向带并按预准向分层重叠铺放解决宽度与厚度，再通过粘合热压工艺制备成双轴向(0°/90°)增强的热塑性复合板材。这一方法的技术瓶颈在于：宽幅模头的工艺设计复杂制造成本高；很难控制模腔内部纤维浸渍的工艺过程，如：展纤后的线束单丝排列集合，在通过高温高压的模腔进行熔融浸渍时；极易产生纤维线束或单丝断裂的现象、包括存在穿纱或补纱、模腔内部清理的困难；可见熔融法难以将多轴向织物铺设到新材料体系中，无法实现一次性制备0°/90°±45°及±60°等高性能纤维织物的热塑性复合板材，通过现有技术手段制得的热塑性复合板材制作成本高，板材内部纤维不是连续性纤维，板材宽度受到工艺影响，其承载外力的能力较差，制作工艺仍存在一些技术缺陷。

发明内容

本实用新型的目的在于根据产品结构与受力方向不同的特点，利用经编铺纬与张力系统的技术，将高性能纤维(单丝集合)制备成具有多种不同轴向结构的热塑性预固结片材，解决了复合工艺中存在的材料粘结分层与增强纤维浸渍难的技术瓶颈。将上述所说的预固结片材放卷铺层或与其它功能性材料层叠，根据所需形成的产品的结构与厚度制备板坯子，经双带压机的成型系统及后续工艺，制得能够克服背景技术中所述的现有产品的缺陷。现提供一种连续纤维多轴向织物增强热塑性复合板材。

能够实现本实用新型的发明目的的技术方案如下：

一种连续纤维多轴向增强热塑性复合板材，其特征在于：其包括若干层通过热压结合在一起的连续纤维多轴向增强热塑性预固结片材和若干层芯材，芯材设置于连续纤维多轴向增强热塑性预固结片材中间，所述的连续纤维多轴向增强热塑性预固结片材包括热塑性树脂基体以及增强纤维组成的基材。

还包括无纺布层，其设置于所述的连续纤维多轴向增强热塑性复合板材的底层。

还包括若干层界面保护层或者界面保护膜，其设置于所述的连续纤维多轴向增强热塑性复合板材的表层，该界面保护层或者界面保护膜选用：改性硬质PP膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、聚碳酸酯薄膜等。

所述的芯材为：蜂窝芯材、泡沫芯材或金属箔中的至少一种。