專利名稱：一種預(yù)氧絲針刺預(yù)制體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種耐高溫、耐摩擦材料，具體是一種預(yù)氧絲針刺預(yù)制體。
背景技術(shù)：
預(yù)氧絲針刺預(yù)制體，是由PAN (聚丙烯腈纖維)預(yù)氧絲纖維與預(yù)氧絲網(wǎng)胎經(jīng)現(xiàn)代化 的化學(xué)高溫、高壓力、各項碳/碳沉積工藝處理后，具有耐高溫、耐摩擦、質(zhì)地輕等特性，是 現(xiàn)代化發(fā)展公認的高科新材，是航空航天、能源、交通、軌道等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的重要結(jié)構(gòu)件 的新型產(chǎn)品。預(yù)氧絲針刺預(yù)制體的原有工藝是采用聚丙烯腈基碳纖維長纖維與短纖維網(wǎng)胎經(jīng) 多層針刺制成立體預(yù)制體。工藝步驟主要包括1.將長為50-60mm的短纖維梳理成厚為 l-2mm、面密度為40-600g/m2的網(wǎng)胎；2.將網(wǎng)胎與預(yù)氧絲纖維復(fù)合并逐層針刺構(gòu)成立體預(yù) 制體。上述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強度較低，彈性模量不高，造成產(chǎn)品的質(zhì)量等級不高，隨著航空航 天領(lǐng)域?qū)υ摦a(chǎn)品需求不斷提升，現(xiàn)有產(chǎn)品性能顯得無法適應(yīng)。。

實用新型內(nèi)容本實用新型為了克服上述的技術(shù)不足，提供一種預(yù)氧絲針刺預(yù)制體，該針刺預(yù)制 體將預(yù)氧絲纖維的亂層結(jié)構(gòu)變?yōu)槿S有序的結(jié)構(gòu)。不僅提高了產(chǎn)品的模量、強度，而且大幅 度降低了成本。本實用新型所述的一種預(yù)氧絲針刺預(yù)制體，該預(yù)制體由若干復(fù)合料單層經(jīng)連續(xù)針 刺而成，其特征是各復(fù)合料單層由上下兩層預(yù)氧絲纖維層和中間的一層預(yù)氧絲網(wǎng)胎制成， 預(yù)氧絲纖維層由預(yù)氧絲纖維形成徑向均勻排列在預(yù)氧化絲網(wǎng)胎上下兩面，經(jīng)連續(xù)針刺而 成。上述預(yù)氧絲針刺預(yù)制體，預(yù)氧絲網(wǎng)胎厚度為0. 42-0. 8mm,復(fù)合料單層為1. 8-2. 2 mm，層間密度為12士 1層/cm，針刺密度是35-40針/cm3。本實用新型不僅更新了原材料，而且提高了生產(chǎn)工藝。為克服原生產(chǎn)工藝技術(shù)上 的不足，采用全自動化機械設(shè)備開松與梳理纖維的結(jié)構(gòu)綜合面層，并均勻分散在設(shè)備表面 層(纖維不能用任何化學(xué)處理劑，否則要影響制品的后續(xù)質(zhì)量指標(biāo)，)采用多角度逐層交叉 針刺，實現(xiàn)纖維結(jié)構(gòu)的動態(tài)印對，使纖維的亂層結(jié)構(gòu)變?yōu)槿S有序的結(jié)構(gòu)，制成的纖維網(wǎng)胎 有360度的平面亂層次斷面結(jié)構(gòu)，大幅度提高了后續(xù)碳化工藝后產(chǎn)品的模量和強度。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中復(fù)合料單層的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型所述的預(yù)氧絲針刺預(yù)制體，該預(yù)制體由若干復(fù)合料單層 經(jīng)連續(xù)針刺而成。如圖2，各復(fù)合料單層由兩層預(yù)氧絲纖維層2和中間的一層預(yù)氧絲網(wǎng)胎1 制成，預(yù)氧絲纖維層2由預(yù)氧絲纖維3形成徑向均勻排列在預(yù)氧化絲網(wǎng)胎1上下兩面，經(jīng)連 續(xù)針刺而成。預(yù)氧絲網(wǎng)胎厚度為0. 42-0. 8mm，復(fù)合料單層為1. 8-2. 2 mm，層間密度為12 士 1 層 /cm。該預(yù)氧絲針刺預(yù)制體的制備方法，包括以下步驟1)把預(yù)氧絲纖維切制成長度為50-100mm，面密度60-200g/m2的短纖維，在短纖維 上噴灑水分使其保持3 5%濕度，將其放入烘箱內(nèi)加熱到30度，保溫觀-30小時后，取出 短纖維后經(jīng)開松機開松形成分離物料，再將分離后的短纖維鋪設(shè)成網(wǎng)胎，使網(wǎng)胎的表面密 度為M-206g/m2，網(wǎng)胎厚度為0. 3-0. 6mm ；；2)把2層PAN預(yù)氧絲纖維分別徑向排列成在網(wǎng)胎的上下表面，并進行連續(xù)針刺形 成單層復(fù)合料，其中的纖維含量為80-90%，厚度為0. 6-0. 9mm，面密度256g-348g/cm2，體積 密度為0. 5-0. 65g/cm3,網(wǎng)胎含量30%_13%，針刺密度為35-40針/m3 ；3)以步驟幻制備的單層復(fù)合料為產(chǎn)品的基本單元，經(jīng)多角度逐層交叉連續(xù)針刺 形成預(yù)氧絲針刺預(yù)制體，層間密度控制在12 士 1層/cm，預(yù)刺密度為40-45針/cm3，進針深 度為 16-20mm。本實用新型采用預(yù)氧絲網(wǎng)胎有益于提高預(yù)制體層間結(jié)構(gòu)的強度。通過交叉針刺使 預(yù)制體上下層一體化，確保碳/碳化、沉積工藝中滲碳率高，結(jié)構(gòu)均勻。PAN預(yù)氧絲纖維/預(yù) 氧絲網(wǎng)胎復(fù)合預(yù)制體與全用碳纖維制成預(yù)制體相比，因全用碳纖維的預(yù)制體是沉積工藝過 程中前面碳化材料，在后續(xù)沉積工藝中需經(jīng)過高溫、碳化、沉積等重復(fù)處理工藝，需要大量 電力、物力、人力的投入。碳纖維原料價格是PAN預(yù)氧絲纖維的3倍左右。這樣提高了產(chǎn)品 的成本。而本實用新型采用預(yù)氧絲針刺預(yù)制體，在現(xiàn)代高科技沉積工藝制成的成品降低了 30%左右成本。在保證質(zhì)量的前提下，本產(chǎn)品的價格與國外的同類產(chǎn)品具有競爭力。
權(quán)利要求1.一種預(yù)氧絲針刺預(yù)制體，該預(yù)制體由若干復(fù)合料單層經(jīng)連續(xù)針刺而成，其特征是 各復(fù)合料單層由上下兩層預(yù)氧絲纖維層(2)和中間的一層預(yù)氧絲網(wǎng)胎(1)制成，預(yù)氧絲纖 維層(2)由預(yù)氧絲纖維(3)形成徑向均勻排列在預(yù)氧化絲網(wǎng)胎(1)上下兩面，經(jīng)連續(xù)針刺而 成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)氧絲針刺預(yù)制體，其特征是預(yù)氧絲網(wǎng)胎厚度為 0. 42-0. 8mm，復(fù)合料單層為1. 8-2. 2 mm，層間密度為12 士 1層/cm。
專利摘要本實用新型公開了一種預(yù)氧絲針刺預(yù)制體，該預(yù)制體由若干復(fù)合料單層經(jīng)連續(xù)針刺而成，其特征是各復(fù)合料單層由兩層預(yù)氧絲纖維層和中間的一層預(yù)氧絲網(wǎng)胎制成，預(yù)氧絲纖維層由預(yù)氧絲纖維形成徑向均勻排列在預(yù)氧化絲網(wǎng)胎上下兩面，經(jīng)連續(xù)針刺而成。采用本實用新型生產(chǎn)的制品經(jīng)現(xiàn)代化高科技碳/碳沉積工藝得到的產(chǎn)品含碳量高、不分層、具有耐磨合性能強、耐高溫、抗幅射、抗腐蝕、質(zhì)量輕等優(yōu)良性能，并且大大降低了生產(chǎn)時間與制作成本。預(yù)氧絲纖維針刺預(yù)制體是新興的功能性結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，其獨特的性能和先進的生產(chǎn)工藝決定了碳纖維產(chǎn)品在航空、航天、土木建筑、體育醫(yī)療、電子通訊等領(lǐng)域中的廣闊應(yīng)用和前景。
文檔編號D04H1/74GK201873842SQ20102063419
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者繆黎麗, 繆黎燕, 裴強, 邵敏強 申請人:宜興市飛舟高新科技材料有限公司