[发明专利]抗爆抗冲击多级异质纤维预制体复合材料及其制备方法

权利要求书

1.抗爆抗冲击多级异质纤维预制体复合材料，包括基材和覆盖在基材上的抗爆抗冲击涂层，其特征在于：所述抗爆抗冲击涂层是由涂覆在基材上的涂料固化而成，所述涂料为添加羟基化石墨烯并充分分散的醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、有机硅树脂、聚氨酯和聚脲中的一种或几种；所述羟基化石墨烯在涂料中的重量分数为0.2%-2.0%；所述抗爆抗冲击涂层中设置多层平行排布的多级异质纤维预制体；所述纤维预制体由若干根多级异质纤维经纬平织而成；所述多级异质纤维由多级辅纤维在芯纤维上缠绕而成；所述芯纤维为低模量纤维，所述多级辅纤维包括依次缠绕在芯纤维上的弹性模量不同的高模量纤维；所述多级辅纤维中的一级辅纤维弹性模量为50 GPa-90GPa；第N级辅纤维与第N-1级辅纤维的弹性模量比为1.1-9.6，N=2-7；所述芯纤维与一级辅纤维的直径比为1.5-3.0，芯纤维与第N级辅纤维的直径比为2.5-15.0，第N级辅纤维与第N-1级辅纤维的直径比为0.5-0.9，N为2-7；所述第一级辅纤维螺旋角度为2°-8°，第N级辅纤维的螺旋角度较第N-1级辅纤维增加3°-15°，第N级辅纤维螺旋角度为5-60°，N为2-7。

2.根据权利要求1所述的抗爆抗冲击多级异质纤维预制体复合材料，其特征在于：相邻所述多级异质纤维的芯纤维之间的距离为2mm-50mm；所述低模量纤维的弹性模量为50MPa-50GPa；所述高模量纤维的弹性模量为≥50GPa；第N级辅纤维与第N-1级辅纤维的弹性模量比为1.1-7.5，N为2-7；所述芯纤维与一级辅纤维的直径比为1.5-2.5，芯纤维与第N级辅纤维的直径比为2.5-10.0，第N级辅纤维螺旋角度为10-60°，N为2-7。

3.根据权利要求2所述的抗爆抗冲击多级异质纤维预制体复合材料，其特征在于：相邻所述各层多级异质纤维预制体间多级异质纤维的投影夹角为5°-90°。

4.根据权利要求2所述的抗爆抗冲击多级异质纤维预制体复合材料，其特征在于：所述各层多级异质纤维预制体所在的平面与涂层所抵抗的冲击载荷方向之间的夹角为5°-90°。

5.根据权利要求3或4所述的抗爆抗冲击多级异质纤维预制体复合材料，其特征在于：相邻所述多级异质纤维预制体的层间距为2mm-20mm。

6.根据权利要求5所述的抗爆抗冲击多级异质纤维预制体复合材料，其特征在于：所述低模量纤维为聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、聚氯乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、聚氨酯纤维、纤维素纤维、聚四氟乙烯纤维和聚苯硫醚纤维中的一种或多种；所述高模量纤维为芳纶纤维、聚苯并咪唑纤维、聚苯并二恶唑纤维、聚芳酯纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维、钢纤维、连续玄武岩纤维、碳化硅纤维、氧化镁纤维、氧化铝纤维、二氧化硅纤维、石英纤维、硅酸铝纤维、石墨烯纤维和硼纤维中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的抗爆抗冲击多级异质纤维预制体复合材料，其特征在于：所述基材为金属、陶瓷、玻璃、混凝土、聚合物和复合材料中的一种或几种。