[发明专利]三维经编间隔织物抗冲击复合材料及其制备方法与应用

说明书

三维经编间隔织物抗冲击复合材料及其制备方法与应用，涉及一种复合材料。所述三维经编间隔织物抗冲击复合材料设有上面层、下面层和中间连接层；所述上面层和下面层均为三维中空经编间隔织物与树脂的复合层；所述中间连接层为至少组纤维组与树脂的复合层，至少2组纤维组分别与上面层和下面层连接，各纤维组之间形成中空结构。先编织三维中空纤维经编间隔织物；再采用芯模填充三维中空经编间隔织物中间连接层中空部位；最后采用树脂传递模塑技术制备中空结构复合材料，即完成三维经编间隔织物抗冲击复合材料的制备。整体中空结构厚度较高、质量较轻、强度较高。

技术领域

本发明涉及一种复合材料，尤其是涉及一种三维经编间隔织物(spacer fabric)抗冲击复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

纤维增强复合材料较于金属材料，不仅具有强度高、质量轻、耐酸碱性能好等特点，而且不易发生脆断。越来越多的替代金属材料用于生产和生活。纤维增强复合材料大多采用高性能纤维与树脂复合，高性能纤维主要包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、高强高模聚乙烯等。一般是通过纺织工艺方法将高性能纤维编织成一定的形状制成预制件然后与树脂复合。

中国专利CN101787764A公开一种轻型经编间隔织物建筑复合材料及其制备方法，该复合材料是在经编间隔织物上下表面覆盖树脂层，并在其四周覆盖树脂层。该材料上下表面涂覆有树脂覆盖，但上下层间是分离状态，未有树脂复合，其强度较差。

中国专利CN101342807A公开一种泡沫夹芯整体结构复合材料及其制作方法，该复合材料泡沫夹芯层于上下面层采用缝合线按设计规律缝合为一个整体，并采用树脂传递模塑工艺一次成型。该复合材料为保证上、下层连接不分层，采用缝合方法，且为了增加强度，中间采用泡沫夹芯。

树脂传递模塑技术制备复合材料两面平滑，强度高，产品质量稳定，在工艺已日趋成熟完善(益小苏，先进复合材料技术研究与发展，国防工业出版社，2006出版)。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种三维经编间隔织物(spacer fabric)抗冲击复合材料及其制备方法与应用。

所述三维经编间隔织物抗冲击复合材料设有上面层、下面层和中间连接层；

所述上面层和下面层均为三维中空经编间隔织物与树脂的复合层；

所述中间连接层为至少2组纤维组与树脂的复合层，至少2组纤维组分别与上面层和下面层连接，各纤维组之间形成中空结构。

所述三维中空经编间隔织物由面层纤维和中间芯层编织而成，所述纤维可选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、玄武岩纤维、芳酰胺纤维、硼纤维、碳化硅纤维及超高分子量聚乙烯纤维等中的一种；所述中间芯层可选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维等中的至少一种与涤纶单丝、丙纶单丝、锦纶单丝、乙纶单丝等中的一种混合编织而成。

所述中空结构的中间层各纤维组与上面层和下面层组成工字形结构，且各纤维组间平行排列，所述中空结构的中空形状横截面可为方形、圆形、梯形、椭圆形或不规则形。

所述三维经编间隔织物抗冲击复合材料的厚度可为5～65mm；上面层的厚度可为0.5～5mm，下面层的厚度可为0.5～5mm；中间连接层的厚度可为4～55mm。

所述树脂可选自环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、热固性树脂、聚氨酯树脂、热塑性树脂等中的一种，所述热固性树脂可选自呋喃类树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚丁二烯树脂、有机硅脂等中的一种；所述热塑性树脂可选自聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、ABS树脂、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰亚胺、聚砜、聚砜醚、聚芳醚酮、聚苯硫醚等中的一种。

所述三维经编间隔织物抗冲击复合材料的制备方法包括以下步骤：

1)编织三维中空纤维经编间隔织物；