[发明专利]一种有机增强纤维层压材料的制造方法

说明书

本发明公开了一种有机增强纤维层压材料的制造方法，其工艺包含有机增强纤维热伸缩处理，有机增强纤维布的表面处理，有机增强纤维布层压材料预制，有机增强纤维层压材料的制造，有机增强纤维层压材料的退火处理，有机增强纤维层压材料成品。该层压材料兼具有很高的机械强度和聚苯硫醚树脂的阻燃、电绝缘，耐化学性，耐辐射性好的优点，适宜用于航天航空、飞机座椅、坦克装甲、汽车车体外壳、汽车座椅支撑、高铁车厢箱体外壳、高铁座椅、印刷电路基板、高温隔热材料及低温绝热材料等极端领域。

技术领域

本发明属于特种纤维的生产、应用领域，涉及一种有机增强纤维层压材料的制造方法。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料是从上世纪30年代首先在美国开始发展，当时的复合材料制品主要是为了满足军工以及航空航天领域的需要。近年来，基于纤维热塑性复合材料的诸多优点，人们开始将研究重点转向了纤维增强热塑性或/和热固性复合材料，开始对该类材料进行持续深入的研究，纤维热塑性复合材料的产量逐渐提升，己经在众多领域得到了应用，比如航空航天、军工、汽车、电子电器、桥梁建筑加固、游艇舰船等。

与热固性树脂相对比，热塑性树脂具有众多优点，比如高韧性、高强度、易成型加工、易于重复加工利用、一些热塑性材料还具有优异的阻燃性、耐化学品、耐辐射、电绝缘性好等特性，因此纤维增强热塑性复合材料发展迅猛，近年来的增长速度己经赶超纤维增强热固性复合材料。

纤维增强热塑性复合材料根据纤维的增强形式一般可以分为短纤维增强热塑性复合材料（SFT），长纤维增强热塑性复合材料（LFT）以及连续纤维增强热塑性复合材料（CFT）。

虽然纤维增强热塑性复合材成型工艺简单，易成型各种结构复杂的制品，但是受到纤维长度的限制，它们对复合材料力学性能的提升作用十分有限，跟一般填料增强的效果类似，因此其制品的应用受到了力学性能的限制。与SFT相比，制品中LFT纤维的保留长度较长，一般均在10mm以上，此外诸如在线混炼工艺，经过螺纹元件的特殊组合，调节合适的剪切效果，甚至可以生产纤维保留长度达到30～50mm的LFT板材如此高的纤维保留长度足以显著提升复合材料的力学性能。在纤维增强复合材料中，当纤维长度超过临界长度时，随着树脂中纤维长度的增加，在材料发生破坏时，纤维通过断裂、脱粘、拔出等过程需要消耗更多的能量；此外，纤维的端部是裂纹增长的引发点，相同纤维含量的长纤维端部数量远远小于短纤维，上述这些原因使得长纤维增强复合材料力学性能明显优于短纤维增强复合材料，从而可以扩大纤维增强复合材料的应用范围。

由于CFT其增强纤维是连续的，在制品中，CFT纤维保留长度基本上与制品尺寸一致，因此力学性能又能够获得进一步的提升。另外，也具有很好的可设计性，能够根据需要对制品各个方向上的性能进行设计，从而满足不同场合的需求。的高性能及可设计性，使其能够用来作为重要的承力结构部件，达到替代常规钢材部件的目的，大大减轻最终产品的质量，降低成本，减少能耗。近年来，随着节能减排，低碳经济概念的深入人心，连续纤维增强热塑性复合材料必将迎来一个重要的挑战和机遇。基于连续纤维增强热塑性复合材料的优势和机遇，研究与开发新型的连续纤维增强热塑性复合材料是十分必要的，尤其是高性能热塑性树脂如特种工程塑料及新兴成型工艺如拉挤、缠绕等方向的开发与研究。

与短纤维和长纤维增强热塑性复合材料相比，连续纤维增强热塑性复合材料具有更加优异的力学性能，能够作为结构材料使用；再加上轻质、耐腐蚀等优点，是一种能够有效替代钢材的材料。研究与开发新型的连续纤维增强热塑性复合材料是十分必要的，尤其是高性能热塑性树脂如特种工程塑料及新兴成型工艺如拉挤、缠绕等方向的开

发与研究。

材料在使用过程不仅时刻承受着外加载荷，还需要面对不同环境的侵蚀，研究材料在这些因素作用下性能的变化规律，能够对材料的实际应用带来重要的指导作用。