一种碳纤维制品以及应用制造技术

本发明专利技术提供了一种碳纤维制品及其应用，所述碳纤维制品包括碳纤维管材层和支撑件，其中碳纤维管材层包覆在支撑件外部；本发明专利技术制备的碳纤维制品通过结合结构特性从而改变碳纤维制品的机械性能，且支撑件空心结构或夹层结构，减少对原料的使用，可作为应力杆件在汽车、自行车以及飞机中的应用。

A Carbon Fiber Product and Its Application

The invention provides a carbon fiber product and its application. The carbon fiber product includes a carbon fiber pipe layer and a supporting member, in which the carbon fiber pipe layer is coated on the outside of the supporting member; the carbon fiber product prepared by the invention changes the mechanical properties of the carbon fiber product by combining the structural characteristics, and the hollow structure or sandwich structure of the supporting member reduces the use of raw materials, and can be used as a response. The application of force poles in automobiles, bicycles and aircraft.

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维制品以及应用
本专利技术属于碳纤维领域，涉及一种碳纤维制品以及应用。
技术介绍
通过叠层设计将预浸料或者纤维束编制成产品造型结构，产品性能完全取决于选用的材料性能，叠层设计，产品本身外观结构设计。目前对产品性能的改良只局限于从叠层方法，材料选用，产品造型变更方面改变产品性能，如果采用特殊性能结构应用于碳纤维产品，在不改变原产品外观设计造型的前提下，充分发挥结构本身的性能和碳纤维材料、叠层设计、外观结构设计性能组合，对产品性能的改良将具有划时代的意义，将开辟一种全新的碳纤维产品性能提升途径。CN108007598A公开了一种感温传感头绝缘封装支撑结构；包括具有一定长度的本体，本体上设有N个隔断板，N为大于的偶数，N个隔断板沿本体外缘等角间隔设置；所述隔断板的外端上设有两个支撑片，两个支撑片对称地向隔断板的两侧延伸进而与其构成“Y”形的一体结构；该专利技术便于密封胶的注入，未提及可以通过结构特性去增加碳纤维管道的机械性能。CN108413139A公开了一种碳纤维真空管道，其特征在于：包括管道骨架和将管道骨架包覆的管道蒙皮，管道蒙皮和管道骨架之间固定连接；其中管道蒙皮是由碳纤维复合材料经湿法缠绕而成的铺层，所述管道骨架为由钛合金材料制作而成的框架式管体结构；在管道内，靠近管道的圆形截面底部，设置与管道横截面垂直且沿管道轴向延伸的管道地板支撑结构；管道地板支撑结构的上表面和管道内壁均固定连接管道蒙皮；该专利技术制备的碳纤维轻质高效，抗弯性能好，但是未提及可以通过结构特性去增加碳纤维管道的机械性能。CN108045039A公开了一种结构高阻尼碳纤维复合材料，包括多个碳纤维增强树脂层/碳纳米管泡沫层单元结构；每个碳纤维增强树脂层/碳纳米管泡沫层单元结构均由两碳纤维增强树脂层及其夹持在两碳纤维增强树脂层中间的碳纳米管泡沫层构成。本专利技术采用商业化碳纳米管泡沫作为阻尼层，通过简单易行的技术实现复合材料性能的提高；所采用的碳纳米管泡沫具有比表面积大、韧性优、与树脂浸润性好的优点，碳纤维树脂层进入碳纳米管泡沫后可显著提高层间剪切强度20％以上；该专利技术制备的结构高阻尼碳纤维复合材料具有较好的阻尼系数，但是未提及可以通过结构特性去增加碳纤维管道的机械性能。因此，开发一种结合结构特性的碳纤维制品非常有意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种碳纤维制品及其应用，所述碳纤维制品通过结合结构特性，从而提高了碳纤维制品的机械性能，可作为应力杆件在汽车、自行车以及飞机中的应用。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种碳纤维制品，所述碳纤维制品包括碳纤维管材层和支撑件，其中碳纤维管材层包覆在支撑件外部。本专利技术中将支撑件添附在碳纤维管材层的内部，从而增加碳纤维制品的机械性能；并通过结合结构件不同的结构特性，从而进一步增加了碳纤维制品的机械性能。在本专利技术中，所述支撑件的结构为三角结构、菱形结构、螺旋结构或阻尼结构中的任意一种。本专利技术中支撑件的结构可选用不同的结构，需要选用的结构时根据产品的需求来决定的，其中支撑件为三角形，可增加碳纤维制品的刚性和稳定性；当支撑件为菱形时，可增加碳纤维制品的强度和刚度；当支撑件为螺旋结构时，可增加碳纤维制品的抗扭力；当支撑件为阻尼结构时，可增加碳纤维制品的吸振性能。在本专利技术中，所述支撑件为空心结构或夹层结构。本专利技术的支撑件采用特殊独立结构，在确保发挥结构特性，增强碳纤维制品性能的同时，可减少原料的使用，从而节约成本降低制品重量。在本专利技术中，所述支撑件是由n个支撑结构组成，其中500≥n≥2，例如n为2、5、10、20、50、100、150、200、250、300、350、400、450、500等。本专利技术所述的支撑件为多个支撑结构组成。在本专利技术中，所述相邻支撑结构之间的间距为1-3cm，例如1cm、1.2cm、1.5cm、1.7cm、2cm、2.2cm、2.5cm、2.7cm、3cm等。本专利技术选用相邻支撑结构之间的间距为1-3cm，在该范围内既能确保碳纤维制品具有较好的机械性能，又能减少原料的使用，从而节约成本。在本专利技术中，所述支撑件的材质包括纤维、中空玻璃微珠或树脂中的任意一种或至少两种的组合。本专利技术选用纤维、中空玻璃微珠或树脂中的任意一种或至少两种的组合设计成结构形状，一方面这些物质具有较好的机械性能，此外与碳纤维管材层具有较好的结合特性。在本专利技术中，所述纤维包括碳纤维、玻璃纤维或聚酰胺纤维中的任意一种或至少两种的组合。在本专利技术中，所述树脂为热固性树脂和/或热塑性树脂。在本专利技术中，所述树脂为环氧树脂、聚乙烯、聚胺基甲酸酯或尼龙树脂中的任意一种或至少两种的组合。在本专利技术中，所述碳纤维管材层为碳纤维预浸料层。在本专利技术中，所述碳纤维管材层的直径为1-100cm，例如1cm、5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm、50cm、55cm、60cm、65cm、70cm、75cm、80cm、85cm、90cm、95cm、100cm等，优选2-15cm。在本专利技术中，所述碳纤维管材层的厚度为0.5-5cm，例如0.5cm、1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、3.5cm、4cm、4.5cm、5cm等。在本专利技术中，所述碳纤维管材层和支撑件的连接方式为胶接或铆接。在本专利技术中，所述支撑件与碳纤维管材层的夹角为45°或90°。本专利技术的目的之二在于提供一种如目的之一所述的碳纤维制品作为应力杆件在汽车、自行车以及飞机中的应用。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术制备的碳纤维制品通过结合结构特性从而改良碳纤维制品的机械性能，将空心结构或夹层结构的支撑件添加到碳纤维制品中，突破了传统碳纤维制品只能通过调整材料选材以及叠层设计改良产品性能的局限，创造了一种全新的改良碳纤维制品性能的方法，此外又能减少原料的使用，节约成本，从而应用于工业生产。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制。实施例1本专利技术提供一种碳纤维制品，所述碳纤维制品包括碳纤维管材层和支撑件，其中碳纤维管材层包覆在支撑件外部；其中支撑件的结构为三角形；支撑件为空心结构；支撑件是由20个支撑结构组成，相邻支撑结构之间的间距为2cm；支撑件为碳纤维支撑件；碳纤维管材层为碳纤维预浸料层；碳纤维管材的直径为10cm，厚度为4cm；碳纤维管材层和支撑件的连接方式为胶接；所述支撑件与碳纤维管材层的夹角为90°。本实施例制备的碳纤维制品具有较好的稳定性、抗扭力以及抗压强度；其中稳定性为50kgf；距离4m实施扭力测试，管件变形量为1mm；抗压强度为3000kgf无断裂。实施例2本专利技术提供一种碳纤维制品，所述碳纤维制品包括碳纤维管材层和支撑件，其中碳纤维管材层包覆在支撑件外部；其中支撑件的结构为三角形；支撑件为空心结构；支撑件是由100个支撑结构组成，相邻支撑结构之间的间距为1cm；支撑件为碳纤维支撑件；碳纤维管材层为碳纤维预浸料层；碳纤维管材的直径为5cm，厚度为0.5cm；碳纤维管材层和支撑件的连接方式为胶接；所述支撑件与碳纤维管材层的夹角为90°。本实施例制备的碳纤维制品具有较好的稳定性、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维制品，其特征在于，所述碳纤维制品包括碳纤维管材层和支撑件，其中碳纤维管材层包覆在支撑件外部。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维制品，其特征在于，所述碳纤维制品包括碳纤维管材层和支撑件，其中碳纤维管材层包覆在支撑件外部。2.根据权利要求1所述的碳纤维制品，其特征在于，所述支撑件的结构为三角结构、菱形结构、螺旋结构或阻尼结构中的任意一种；优选地，所述支撑件为空心结构或夹层结构。3.根据权利要求1或2所述的碳纤维制品，其特征在于，所述支撑件是由n个支撑结构组成，其中500≥n≥2，优选100≥n≥2；优选地，所述相邻支撑结构之间的间距为1-3cm。4.根据权利要求1-3任一项所述的碳纤维制品，其特征在于，所述支撑件的材质为纤维、中空玻璃微珠或树脂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述纤维包括碳纤维、玻璃纤维或聚酰胺纤维中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述树脂为热固性树脂和/或热塑性树脂；优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦松，
申请(专利权)人：东莞泰合复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44