[发明专利]一种轻质高强复合材料防护门及复合材料的制备方法

说明书

本发明属于工程防护门技术领域。本发明要解决的技术问题是：现有防护门主要是钢结构和钢筋混凝土结构，这两种材料的防护门门体笨重，材料和结构形式单一，造成防护门正常开启和维护不便、抢修抢建和运输困难，不能很好地满足防护工程快速建设与使用、结构轻量化防护的要求。本发明的技术方案是，一种轻质高强复合材料防护门，包括防护门主体，防护门主体结构为三维编织预制体增强树脂基复合材料，所述三维编织预制体由连续纤维编织而成。本发明的有益效果是，可以在保证结构基本功能及战术指标的前提下极大地实现工程结构的减重。

技术领域

本发明涉及工程防护门，尤其是一种轻质高强复合材料防护门及其复合材料的制备方法。

背景技术

防护门是设置在防护工程外侧，用于保证人员及设备安全通行、阻挡核武器和常规武器爆炸冲击波的装置，承担着战时保护生命安全及重要物资安全的重要职责，历来是防护工程领域研究的重点内容。

传统的防护门主要是钢结构和钢筋混凝土结构。这两种材料的防护门门体笨重，材料和结构形式单一，造成防护门正常开启和维护不便、抢修抢建和运输困难，不能很好地满足防护工程快速建设与使用、结构轻量化防护的要求。

发明内容

基于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种轻质高强复合材料防护门及其复合材料的制备方法，采用三维编织预制体整体成型制备的轻质高强复合材料防护门具有轻质、高强、良好的冲击能力的优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轻质高强复合材料防护门，包括防护门主体，防护门主体结构为三维编织预制体增强树脂基复合材料，所述三维编织预制体由连续纤维编织而成。

进一步地，所述连续纤维为无机矿物纤维和碳纤维的均匀混杂纤维。

进一步地，所述无机矿物纤维为玄武岩纤维或玻璃纤维，且所述无机矿物纤维与碳纤维的质量比为100：（10-30）。

进一步地，所述三维编织预制体为三维四向或三维五向编织预制体。

本发明同时提供一种制备三维编织预制体增强树脂基复合材料的方法，包括以下步骤：

步骤一，将三维编织预制体在空气环境下220-260℃反应4-6小时，随炉冷却至室温；

步骤二，混合溶液的制备，将硅烷偶联剂与醇质量比为（1-3）：10混合均匀，滴入醋酸调节溶液pH值为3-4，得混合溶液；

步骤三，将步骤一中的三维编织预制体置于步骤二的混合溶液中反应8-12小时，于空气环境下60-80℃干燥18-24小时后取出；

步骤四，将步骤三中的三维编织预制体置于模具中，采用树脂模塑传递成型工艺（RTM）制备成三维编织预制体增强树脂基复合材料，其中，纤维的质量分数控制为50-75%。

进一步地，所述步骤二中的醇为甲醇、乙醇或异丙醇。

进一步地，所述步骤四中的树脂为耐高温热固性树脂。

更进一步地，所述耐高温热固性树脂为环氧树脂、有机硅树脂或酚醛树脂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明采用三维编织预制体整体成型制备的轻质高强复合材料防护门，一方面采用轻质、高强、具有良好的冲击能力和韧性的复合材料，与钢筋混凝土防护门相比，密度减小25%及以上（钢筋混凝土防护门密度取2900kg/m³），另一方面，轻质高强复合材料具有比强度、比模量高，结构构型设计灵活多变，结构部件可整体成型等特点。因此，通过采用轻质高强复合材料替代现有结构中部分甚至全部金属/混凝土材料，可以在保证结构基本功能及战术指标的前提下极大地实现工程结构的减重。