一种纤维复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种玄武岩复合材料的制备方法，包括以下步骤：a)将碳纤维和玄武岩纤维在真空条件下与树脂材料充分接触，再经固化，得到纤维复合材料；所述碳纤维的单丝直径为5μm～9μm，面密度为180g/m

A Fiber Composite Material and Its Preparation Method

The invention provides a preparation method of basalt composite material, which includes the following steps: a) fully contacting carbon fibers and basalt fibers with resin materials under vacuum conditions, then curing, to obtain a fiber composite material; the single diameter of the carbon fibers is 5 to 9 microns, and the surface density is 180 g/m.

【技术实现步骤摘要】
一种纤维复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料
，更具体地说，是涉及一种纤维复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，复合材料已经广泛的应用于新能源汽车、航空航天、交通运输、体育器材等领域。目前市场上所用的纤维大多以碳纤维、玻璃纤维和其他化学纤维为主；其中，碳纤维具有质量轻、高强度、高模量、耐磨损、耐化学腐蚀等优良特性，但是其生产成本较高，价格昂贵，在很大程度上限制了其在市场中的推广应用。而玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高，但缺点是性脆、耐磨性较差，并且自2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，特殊用途的纤维，如E玻璃和'475'玻璃纤维在2B类致癌物清单中、连续的玻璃纤维在3类致癌物清单中。玄武岩纤维是以天然的基性玄武岩矿石为原料，将其破碎后加入熔窑中，在1450-1500℃熔融后制成的纤维，是继碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维。玄武岩纤维在我国分布较广，价格便宜，其纤维制造成本低，而且绿色环保；同时玄武岩纤维具备质量轻、防火隔热、美观和良好的抗拉强度、耐腐蚀、且长期使用不退变、劣化等很多独特的优异性能。相对于碳纤维、玻璃纤维及化学纤维等具有较为明显的优势。但是，现有技术中的玄武岩纤维复合材料的力学性能还不足以满足一些对力学性能要求比较高的环境，如新能源汽车壳体及部件。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种纤维复合材料及其制备方法，采用本专利技术提供的制备方法得到的纤维复合材料各项力学性能较好且稳定，并且成本低，能够满足新能源汽车壳体及部件使用需求。本专利技术提供了一种玄武岩复合材料的制备方法，包括以下步骤：a)将碳纤维和玄武岩纤维在真空条件下与树脂材料充分接触，再经固化，得到纤维复合材料；所述碳纤维的单丝直径为5μm～9μm，面密度为180g/m2～220g/m2；所述玄武岩纤维的单丝直径为9μm～15μm，面密度为270g/m2～330g/m2；所述碳纤维和玄武岩纤维的质量比为1：(2～13)。优选的，步骤a)中所述玄武岩纤维包括连续玄武岩纤维纱线、玄武岩纤维布和玄武岩纤维预浸料中的一种或多种。优选的，步骤a)中所述真空条件的真空度为0.09MPa～0.1MPa。优选的，步骤a)中所述树脂材料选自乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和酚醛树脂中的一种或多种。优选的，步骤a)中所述将碳纤维和玄武岩纤维在真空条件下与树脂材料充分接触的过程具体为：a1)将碳纤维和玄武岩纤维依次铺设到表面擦拭有脱模剂的模具中，再依次铺设脱模布和导流网，最外层用真空袋密封，之后抽真空；a2)将形成胶体溶液的树脂材料注入到模具中至完全浸润，使模具中的碳纤维和玄武岩纤维与所述树脂材料充分接触，得到注胶后的样件。优选的，步骤a1)中所述将碳纤维和玄武岩纤维依次铺设的过程具体为：先将6层～10层碳纤维铺在模具表面，再将14层～18层玄武岩纤维铺在碳纤维上。优选的，步骤a1)中所述脱模剂选自硬脂酸锌、机油、液体石蜡和硅胶中的一种或多种。优选的，步骤a2)中所述注胶后的样件中树脂材料的含量占样件整体质量的25％～40％。优选的，步骤a)中所述固化的温度为110℃～140℃，时间为2h～4h。本专利技术还提供了一种纤维复合材料，由上述技术方案所述的制备方法制备得到。本专利技术提供了一种玄武岩复合材料的制备方法，包括以下步骤：a)将碳纤维和玄武岩纤维在真空条件下与树脂材料充分接触，再经固化，得到纤维复合材料；所述碳纤维的单丝直径为5μm～9μm，面密度为180g/m2～220g/m2；所述玄武岩纤维的单丝直径为9μm～15μm，面密度为270g/m2～330g/m2；所述碳纤维和玄武岩纤维的质量比为1：(2～13)。与现有技术相比，本专利技术以碳纤维和玄武岩纤维为主体材料，采用特定工艺及条件，制备得到纤维复合材料；采用本专利技术提供的制备方法得到的纤维复合材料各项力学性能较好且稳定，并且成本低，能够满足新能源汽车壳体及部件使用需求。另外，本专利技术提供的玄武岩复合材料的制备方法安全环保、成本低，适于工业生产。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种玄武岩复合材料的制备方法，包括以下步骤：a)将碳纤维和玄武岩纤维在真空条件下与树脂材料充分接触，再经固化，得到纤维复合材料；所述碳纤维的单丝直径为5μm～9μm，面密度为180g/m2～220g/m2；所述玄武岩纤维的单丝直径为9μm～15μm，面密度为270g/m2～330g/m2；所述碳纤维和玄武岩纤维的质量比为1：(2～13)。本专利技术将碳纤维和玄武岩纤维在真空条件下与树脂材料充分接触，再经固化，得到纤维复合材料。在本专利技术中，所述碳纤维的单丝直径为5μm～9μm，优选为5μm～7μm；所述碳纤维的面密度为180g/m2～220g/m2，优选为195g/m2～200g/m2。本专利技术对所述碳纤维的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本专利技术优选的实施例中，所述碳纤维为市售碳纤维平纹布，由3K碳纤维编织而成，面密度为198g/m2。在本专利技术中，所述玄武岩纤维优选包括连续玄武岩纤维纱线、玄武岩纤维布和玄武岩纤维预浸料中的一种或多种，更优选为玄武岩纤维布。本专利技术对所述玄武岩纤维的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述玄武岩纤维纱线、玄武岩纤维布和玄武岩纤维预浸料的市售商品或自制品均可；其中，玄武岩纤维布和玄武岩纤维预浸料采用平纹或斜纹均可。在本专利技术中，所述玄武岩纤维的单丝直径为9μm～15μm，优选为9μm～13μm；所述玄武岩纤维的面密度为270g/m2～330g/m2，优选为290g/m2～310g/m2。在本专利技术优选的实施例中，所述玄武岩纤维为市售玄武岩纤维平纹布，由264tex纤维编织而成，面密度为300g/m2。在本专利技术中，所述碳纤维和玄武岩纤维的质量比为1：(2～13)，优选为1：(3～5)。本专利技术以碳纤维和玄武岩纤维为主体材料，采用特定工艺及条件，制备得到的纤维复合材料各项力学性能较好且稳定，并且成本低。在本专利技术中，所述真空条件的真空度优选为0.09MPa～0.1MPa，更优选为0.092MPa～0.095MPa。在本专利技术中，所述树脂材料优选选自乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和酚醛树脂中的一种或多种，更优选为乙烯基树脂或环氧树脂。本专利技术对所述树脂材料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和酚醛树脂的市售商品即可。在本专利技术中，所述将碳纤维和玄武岩纤维在真空条件下与树脂材料充分接触的过程优选具体为：a1)将碳纤维和玄武岩纤维依次铺设到表面擦拭有脱模剂的模具中，再依次铺设脱模布和导流网，最外层用真空袋密封，之后抽真空；a2)将形成胶体溶液的树脂材料注入到模具中至完全浸润，使模具中的碳纤维和玄武岩纤维与所述树脂材料充分接触，得到注胶后的样件。本专利技术将碳纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玄武岩复合材料的制备方法，包括以下步骤：a)将碳纤维和玄武岩纤维在真空条件下与树脂材料充分接触，再经固化，得到纤维复合材料；所述碳纤维的单丝直径为5μm～9μm，面密度为180g/m2～220g/m2；所述玄武岩纤维的单丝直径为9μm～15μm，面密度为270g/m2～330g/m2；所述碳纤维和玄武岩纤维的质量比为1：(2～13)。

【技术特征摘要】
1.一种玄武岩复合材料的制备方法，包括以下步骤：a)将碳纤维和玄武岩纤维在真空条件下与树脂材料充分接触，再经固化，得到纤维复合材料；所述碳纤维的单丝直径为5μm～9μm，面密度为180g/m2～220g/m2；所述玄武岩纤维的单丝直径为9μm～15μm，面密度为270g/m2～330g/m2；所述碳纤维和玄武岩纤维的质量比为1：(2～13)。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述玄武岩纤维包括连续玄武岩纤维纱线、玄武岩纤维布和玄武岩纤维预浸料中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述真空条件的真空度为0.09MPa～0.1MPa。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述树脂材料选自乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和酚醛树脂中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述将碳纤维和玄武岩纤维在真空条件下与树脂材料充分接触的过程具体为：a1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩春华，姚振华，马强，
申请(专利权)人：吉林省华阳新材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22