本发明专利技术公开了含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，属于复合材料夹芯板制备技术领域，包括以下步骤：S1：制备分散均匀的絮状短切纤维；S2：制备表面形成石墨烯镀层的芳纶纤维布；S3：制备石墨烯镀层表面具有均匀絮状短切纤维的芳纶纤维布上；S4：制备中间层芳纶纤维布；S5：制备外层芳纶纤维布；S6：打磨铝蜂窝夹芯层上下表面S7：将一层外层芳纶纤维布、十四层中间层芳纶纤维布和一层外层芳纶纤维布从上到下按照[0/45/‑45/90]顺序铺在打磨过的铝蜂窝夹芯层上，进行热压固化，制得含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板；本发明专利技术极大地提高复合材料的界面韧性，可以有效抵御其内聚性破坏。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料夹芯板制备，具体涉及含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法。
技术介绍
1、芳纶纤维夹芯板是一种复合材料，具有重量轻、强度高、绝热防火、耐腐蚀、绝缘和易清洁等特点，被广泛应用于军工防护设备和航空航天设备等领域。
2、由于芳纶纤维表面结构光滑，结晶度高，化学活性基因少，表面呈化学惰性，导致制作芳纶纤维夹芯板时与大多数基体材料之间的粘合性能较差，界面性能受到限制，在受到冲击时，容易分层，从而减弱了抗冲击能力。
3、目前，为了解决上述问题，提出对芳纶纤维表面进行改性技术，提高芳纶纤维和基体材料间的粘合性，以改良夹芯板的界面性能，其中，现有的改性技术主要分为物理蚀刻、化学药剂蚀刻和表面嫁接，物理蚀刻和化学药剂蚀刻是通过对纤维表面进行损伤，使纤维表面出现沟壑从而增加粗糙度，本身上是对纤维表面的一种轻微破坏，并且蚀刻程度难以控制，容易使芳纶纤维后期力学性能受损，表面嫁接是通过在芳纶纤维表面引入可反应活性基团，提高材料与基体的界面粘结性，但表面嫁接技术难度较大，通常需要高温高压的条件，对设备有较大要求，批量生产难度大。
4、此外，芳纶纤维夹芯板在使用过程中需要定期对其进行检测以判断其破坏效果，现有的检测方法是以嵌入式方式检测其电阻变化来判断，但普通芳纶纤维夹芯板由于芳纶纤维的绝缘特性，难以实现以嵌入方式对其进行原位检测。
5、鉴于此，设计含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，以解决上述问题。
技术实现思路
>1、为解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术提供了含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，具有界面韧性得到明显提升以及可以利用电阻变化检测其损伤程度的特点。2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，包括以下步骤：
3、s1：裁剪芳纶纤维布使其变成短切纤维后，放置在带有钝头结构的搅拌器内持续搅拌，使其形成分散均匀的絮状短切纤维；
4、s2：利用co2激光雕刻机照射芳纶纤维布，使其表面形成石墨烯镀层；
5、s3：将絮状短切纤维均匀平铺到表面形成石墨烯镀层的芳纶纤维布上；
6、s4：将均匀平铺有絮状短切纤维且表面形成石墨烯镀层的芳纶纤维布浸润到环氧树脂混合物中，直至充分浸润取出，制得中间层芳纶纤维布；
7、s5：将均匀平铺有絮状短切纤维且表面形成石墨烯镀层的芳纶纤维布放置到硅油纸上，使用刮刀顺着芳纶纤维布一面的纹理方向均匀涂抹环氧树脂混合物，直至芳纶纤维布一面被完全浸润，制得外层芳纶纤维布；
8、s6：利用粗砂纸对铝蜂窝夹芯层的上下表面进行打磨；
9、s7：将一层外层芳纶纤维布、十四层中间层芳纶纤维布和一层外层芳纶纤维布从上到下按照[0/45/-45/90]顺序铺在打磨过的铝蜂窝夹芯板上，进行热压固化，制得含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板。
10、进一步的，所述步骤s1中，裁剪的短切纤维长度为6mm。
11、进一步的，所述步骤s1中，搅拌器的搅拌速度为2000r/min，搅拌时间为1min。
12、进一步的，所述步骤s2中，co2激光雕刻机的激光功率为6.5w，写入速度为50mm·s-1。
13、进一步的，所述步骤s3中，絮状短切纤维密度为6g/m2。
14、进一步的，所述步骤s4和s5中，环氧树脂混合物由环氧树脂和缓凝剂充分搅拌形成，其中，环氧树脂和缓凝剂的添加质量比为5:1。
15、进一步的，所述步骤s7中，热压固化分为三个阶段，第一阶段10min内将热压温度从25℃加热升温至50℃，再保温30分钟，第二阶段10min内将热压温度从50℃加热升温至70℃，再保温30分钟，第三阶段1.5h内将温度降至25℃，自然冷却。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、1、本专利技术将短芳纶增韧与石墨烯导电检测相结合，短芳纶能够提高芳纶纤维与其它材料间的粘合能力，改善界面增韧性能，石墨烯镀层一方面使该芳纶纤维夹芯板具有导电能力，可以在通电后利用其电阻变化实现其损伤检测，另一方面石墨烯镀层具有微观孔洞结构，其本身结构可以形成微观上的“互锁”结构，在一定程度上可以增强界面韧性，此外，微观互锁结构可以为芳纶短纤维提供更多的附着点，使芳纶纤维布和用于增韧的短切芳纶纤维更好粘结，从而在界面形成更加可靠的“联桥”结构，石墨烯镀层既可以利用自身结构进行增韧，还可以为短纤维的增韧提供助力，两种界面增韧手段既可以独立进行增韧，还可以相互促进增韧效果，在一定程度上，极大地提高复合材料的界面韧性，可以有效抵御其内聚性破坏。
18、2、本专利技术石墨烯镀层是通过co2激光雕刻机照射形成，对环境要求低，在室内环境下就可以完成对芳纶纤维的表面改性，无需加温加压，对芳纶纤维的本身伤害较小，不会使其后期力学性能有的较大损伤。
19、3、本专利技术无需进行复杂的操作技术，即可使芳纶纤维夹芯板的力学性能和电学性能具有双向改良，可以进行大规模的生产。
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【技术保护点】
1.含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，裁剪的短切纤维长度为6mm。
3.根据权利要求1所述的含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，搅拌器的搅拌速度为2000r/min，搅拌时间为1min。
4.根据权利要求1所述的含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，CO2激光雕刻机的激光功率为6.5W，写入速度为50mm·s-1。
5.根据权利要求1所述的含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，絮状短切纤维密度为6g/m2。
6.根据权利要求1所述的含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，其特征在于：所述步骤S4和S5中，环氧树脂混合物由环氧树脂和缓凝剂充分搅拌形成，其中，环氧树脂和缓凝剂的添加质量比为5:1。
7.根据权利要求1所述的含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，其特征在于：所述步骤S7中，热压固化分为三个阶段，第一阶段10min内将热压温度从25℃加热升温至50℃，再保温30分钟，第二阶段10min内将热压温度从50℃加热升温至70℃，再保温30分钟，第三阶段1.5h内将温度降至25℃，自然冷却。
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【技术特征摘要】
1.含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，裁剪的短切纤维长度为6mm。
3.根据权利要求1所述的含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，搅拌器的搅拌速度为2000r/min，搅拌时间为1min。
4.根据权利要求1所述的含石墨烯镀层和短芳纶纤维的芳纶纤维夹芯板制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，co2激光雕刻机的激光功率为6.5w，写入速度为50mm·s-1。
5.根据权利要求1所述的含石墨烯镀层和短...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宝来，王超，饶锐，南霞，王棋，张池，蒋雷雷，梁泳泉，王志杰，庄彩燕，卢志童，
申请(专利权)人：烟台哈尔滨工程大学研究院，
类型：发明
国别省市：
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