[发明专利]一种含有功能单元的纤维增强多层复合带及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种含有功能单元的纤维增强多层复合带及其制备工艺，解决了现有技术纤维增强多层复合带材不含功能单元、纤维直接增强高性能树脂材料界面结合性差的技术问题。本发明提供一种含有功能单元的纤维增强多层复合带，由纤维增强薄层、功能单元和树脂材料层构成，纤维增强薄层中设有功能单元，纤维增强薄层的一侧或者两侧设有树脂材料层，树脂材料层为多层树脂基体，纤维增强薄层和多层树脂基体中的树脂为热塑性树脂材料，相邻两层热塑性树脂材料层通过热熔胶树脂层粘合在一起，多层树脂基体中至少含有两层热塑性树脂材料层；同时还提供其制备工艺。本发明可广泛应用于复合材料技术领域。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种含有功能单元的纤维增强多层复合带及其制备工艺。

背景技术

现在所生产的纤维增强带产品，多数是由一种纤维通过牵引作用，经过一种树脂基体的预浸摸头进行浸渍，然后通过压辊成型。或者在展纱完整的纤维丝表面粘合或者挤出单一熔融树脂基体，通过压辊成型。

起初，预浸带被广泛的运用在航空航天事业中，特别是在制造飞机螺旋桨及机翼，机身的重要材料，可以说这种材料的应用直接关系到一个国家航空工业的发展水平。通过复合材料研究和加工成型技术的不断发展，在交通运输、国防、海工装备等领域也都得到广泛应用。

但是由于纤维增强多层复合带通常是被用于大型设备的关键部件，所以对关键部件带材使用的健康监测就成为重点，目前所生产的带材不含功能单元，实现不了带材应用过程中的实时监测；另外，目前纤维增强树脂材料通过由常见的通用性树脂组成，还没有得到界面结合性能良好的纤维增强高性能带材产品，因此限制了带材的使用领域。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足，提供一种含有功能单元的、纤维增强多层复合带界面结合性好的纤维增强多层复合带及其制备工艺。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种含有功能单元的纤维增强多层复合带，由纤维增强薄层、功能单元和树脂材料层构成，纤维增强薄层由纤维、树脂和功能单元组成，树脂材料层为多层树脂基体，纤维增强薄层和多层树脂基体中的树脂为热塑性树脂材料，多层树脂基体中至少含有两层不同热塑性树脂材料层，相邻两层不同的热塑性树脂材料层通过热熔胶树脂层粘合在一起；纤维增强薄层的一侧或者两侧设有树脂材料层，纤维增强薄层中与树脂材料层相邻的热塑性树脂为同一种热塑性树脂，树脂材料层与纤维增强薄层的一侧或者两侧通过加热熔合在一起。

优选的，纤维为玻璃纤维或碳纤维；功能单元是由电缆线，或者光纤组成。

优选的，热塑性树脂为PE、PP、PVDF、PA、PPS、PEEK其中一种或者几种。

优选的，带厚度为0.8～5mm，带宽为100～500mm，纤维含量20％～60％。

优选的，纤维增强薄层厚度为0.2～0.5mm，所述功能单元数为10～50根。

上述的一种含有功能单元的纤维增强多层复合带的制备工艺，步骤包括：

1)纤维放纱：

将纤维经纱架放纱；

2)纤维束展纱：

将步骤1)中经放纱后纤维，经展纱设备进行纤维束展纱，得纤维纱；

3)功能单元引入：

功能单元经引出设备引出，与步骤2)中制得的纤维纱混合，纤维可分布在整个带宽范围内，得功能单元与纤维混合物；

4)浸渍：

将步骤3)中制得的功能单元与纤维混合物放入浸渍模头的浸渍模具中，与挤出机挤出的树脂一起加热熔融，加热温度高于挤出机挤出树脂温度的8～20℃，浸渍成带，制得带有功能单元的纤维增强薄层；