一种耐高电压复合材料用混编纤维布及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐高电压复合材料用混编纤维布及其制备方法，涉及复合材料技术领域，所述耐高电压复合材料用混编纤维布包括交替设置的混编层和玻璃纤维层；其中，所述混编层由芳纶纤维、PBO纤维、玻璃纤维和聚酯纤维交替编织组成；所述玻璃纤维层为玻璃纤维。本发明专利技术提供的耐高电压复合材料用混编纤维布具有优异的强韧性度和树脂浸润性，并在保证强度的同时，使得树脂填充后含胶量分布均匀。使得树脂填充后含胶量分布均匀。

A mixed fiber cloth for high voltage resistant composite materials and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐高电压复合材料用混编纤维布及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，特别涉及一种耐高电压复合材料用混编纤维布及其制备方法。

技术介绍

[0002]芳纶纤维由于力学性能突出、绝缘性能优良、阻燃性和热稳定性高等特点，常用于制备增强树脂基复合材料，并已广泛应用于特高压(1000KV以上)输电领域的诸多关键部位。但由于芳纶纤维具有高结晶度、表面化学活性基团少等缺点，其成型能力较差，且与树脂基体结合能力相对较差，树脂浸润性差，且填充树脂后的复合材料含胶量不均匀，从而易使制备的复合材料出现层间剪切强度较低、横向拉伸强度较低等缺陷，导致特高压输电领域设备运行过程中的芳纶复合材料绝缘件故障偶有发生，进而限制了该复合材料性能在特高压输电领域的应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种耐高电压复合材料用混编纤维布及其制备方法，该耐高电压复合材料用混编纤维布具有优异的强韧性度和树脂浸润性，同时改善了树脂填充后含胶量不均匀，强度下降的问题。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种耐高电压复合材料用混编纤维布，所述耐高电压复合材料用混编纤维布包括交替设置的混编层和玻璃纤维层；其中，所述混编层由芳纶纤维、PBO纤维、玻璃纤维和聚酯纤维交替编织组成；所述玻璃纤维层为玻璃纤维。
[0005]优选地，所述耐高电压复合材料用混编纤维布中各组分的体积分数如下：芳纶纤维15～20％、PBO纤维10～20％、玻璃纤维20～40％和聚酯纤维20～55％。
[0006]优选地，所述耐高电压复合材料用混编纤维布由至少两层所述混编层和一层所述玻璃纤维层交替设置得到。
[0007]优选地，在所述耐高电压复合材料用混编纤维布中，分布于混编层中的玻璃纤维与分布于玻璃纤维层中的玻璃纤维的体积分数之比为(1～2):1。
[0008]优选地，相邻的所述混编层中的玻璃纤维为错位分布。
[0009]优选地，所述混编层和所述玻璃纤维层的层数之比为(2～3):1。
[0010]优选地，所述耐高电压复合材料用混编纤维布的克重为80～200gsm。
[0011]优选地，所述混编层和所述玻璃纤维层的层数之比为2:1，且在每两层所述混编层的一侧铺设一层所述玻璃纤维层。
[0012]优选地，所述混编层以PBO纤维、聚酯纤维和玻璃纤维为经纱，以芳纶纤维、聚酯纤维和玻璃纤维为纬纱。
[0013]更优选地，所述经纱和所述纬纱的直径相同。
[0014]优选地，所述芳纶纤维、所述PBO纤维、所述玻璃纤维和所述聚酯纤维的直径均相同。
[0015]优选地，所述玻璃纤维层中玻璃纤维束用量为200～400g/m2，厚度为0.02～0.06mm。
[0016]优选地，所述玻璃纤维层的厚度低于所述混编层的厚度。
[0017]第二方面，本专利技术提供了上述第一方面所述的耐高电压复合材料用混编纤维布的制备方法，所述制备方法包括：
[0018]将芳纶纤维、PBO纤维、玻璃纤维和聚酯纤维进行交替编织，得到混编层；然后将所述混编层和玻璃纤维层交替铺设，得到所述耐高电压复合材料用混编纤维布。
[0019]优选地，在所述得到所述耐高电压复合材料用混编纤维布之前，还包括：
[0020]将所述混编层和玻璃纤维层交替铺设，得到混编纤维坯布，对所述混编纤维坯布进行预定形；
[0021]所述预定形包括：将所述混编纤维坯布放入定型机中进行预定形，其中，车速为10～20m/min，风机转速为1500～1800r/min，定形温度为150～180℃。
[0022]优选地，所述交替编织采用纬编圆筒交织机，门副为100～150cm，所述耐高电压复合材料用混编纤维布的克重为80～200gsm。
[0023]优选地，在所述交替编织前，还包括：
[0024]对所述芳纶纤维、所述PBO纤维、所述玻璃纤维和所述聚酯纤维进行预处理；其中，所述预处理为采用无水乙醇进行清洗，然后置于80～90℃下烘干2～3h。
[0025]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0026]本专利技术制备的耐特高压复合材料用混编纤维布中，芳纶纤维及PBO纤维为该混编纤维布提供了高比强度和优异的韧性；玻璃纤维刚度好，具有良好的导流作用，同时能够保证混编纤维布整体的支撑性；而聚酯纤维成本低，可作为填充纤维。由此采用PBO纤维、芳纶纤维、玻璃纤维及聚酯纤维制备的超混编纤维布不仅具有较高的强韧性，且导流效果优异，使其可以用于制备树脂基复合材料，从而改善了树脂填充后含胶量不均匀，强度下降的问题；同时成本较低，应用更为广泛。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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的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。
[0028]本专利技术实施例提供了一种耐高电压复合材料用混编纤维布，耐高电压复合材料用混编纤维布包括交替设置的混编层和玻璃纤维层；其中，混编层由芳纶纤维、PBO纤维、玻璃纤维和聚酯纤维交替编织组成；玻璃纤维层为玻璃纤维。
[0029]在本专利技术中，采用具有高比强度和优异韧性的PBO纤维及芳纶纤维，刚度好且能导流的玻璃纤维，成本低的聚酯纤维共同编织制备的超混编纤维布，不仅具有较高的强韧性，且导流效果优异，使其可以用于制备树脂基复合材料，从而改善了树脂填充后含胶量不均匀，强度下降的问题；且成本较低，应用更为广泛。
[0030]在本专利技术中，混编纤维布由交替设置的混编层和玻璃纤维层组成，如此通过交替设置玻璃纤维层，能进一步通过玻璃纤维及其玻璃纤维的立体网络空间结构为树脂流动提
供更多通道，有效加快树脂流动速度，进而在保证强度的同时，有效改善树脂填充后含胶量不均匀的问题。
[0031]根据一些优选的实施方式，耐高电压复合材料用混编纤维布中各组分的体积分数如下：芳纶纤维15～20％(例如，可以为15％、16％、17％、18％、19％或20％)、PBO纤维10～20％(例如，可以为10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％)、玻璃纤维20～40％(例如，可以为20％、22％、24％、25％、26％、28％、30％、32％、34％、35％、36％、38％或40％)和聚酯纤维20～55％(例如，可以为20％、22％、25％、26％、28％、30％、32％、35％、36％、38％、40％、42％、45％、46％、48％、50％、52％或55％)。
[0032]具体地，可以根据实际需求在上述范围内对芳纶纤维、PBO纤维、玻璃纤维和聚酯纤维的体积分数进行限定。通过设计耐高电压复合材料用混编纤维布中各组分的体积分数，使得混编纤维布兼具优异的强韧性、刚度、良好的树脂浸润性和低成本。当其他本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高电压复合材料用混编纤维布，其特征在于，所述耐高电压复合材料用混编纤维布包括交替设置的混编层和玻璃纤维层；其中，所述混编层由芳纶纤维、PBO纤维、玻璃纤维和聚酯纤维交替编织组成；所述玻璃纤维层为玻璃纤维。2.根据权利要求1所述的耐高电压复合材料用混编纤维布，其特征在于：所述耐高电压复合材料用混编纤维布中各组分的体积分数如下：芳纶纤维15～20％、PBO纤维10～20％、玻璃纤维20～40％和聚酯纤维20～55％。3.根据权利要求1所述的耐高电压复合材料用混编纤维布，其特征在于：所述耐高电压复合材料用混编纤维布由至少两层所述混编层和一层所述玻璃纤维层交替设置得到；和/或在所述耐高电压复合材料用混编纤维布中，分布于混编层中的玻璃纤维与分布于玻璃纤维层中的玻璃纤维的体积分数之比为(1～2):1。4.根据权利要求3所述的耐高电压复合材料用混编纤维布，其特征在于：相邻的所述混编层中的玻璃纤维为错位分布。5.根据权利要求1所述的耐高电压复合材料用混编纤维布，其特征在于：所述混编层和所述玻璃纤维层的层数之比为(2～3):1；和/或所述耐高电压复合材料用混编纤维布的克重为80～200gsm。6.根据权利要求3所述的耐高电压复合材料用混编纤维布，其特征在于：所述混编层和所述玻璃纤维层的层数之比为2:1，且在每两层所述混编层的一侧铺设一层所述玻璃纤维层。7.根据权利要求1所述的耐高电压复合材料用混编纤维布，其特征在于：所述混编层以PBO纤维、聚酯纤维和玻璃纤维为经纱，以芳纶纤维、聚酯纤维和玻璃纤维为纬纱；优选地，所述经纱...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶金蕊，
申请(专利权)人：叶金蕊，
类型：发明
国别省市：