本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，隨著航空航天和國防軍工科技的高速發(fā)展，高性能聚合物基復合材料的研究逐漸向耐高、低溫、高強度、高模量、低密度和功能化等方向發(fā)展。在追求傳統(tǒng)復合材料高強、低質(zhì)性能特點的同時，針對不同的應(yīng)用環(huán)境，往往還需要材料具有良好的耐高低溫、耐輻射、低介電常數(shù)和介電損耗等附屬性能。
為了滿足航空、航天、空間技術(shù)等領(lǐng)域高溫條件的要求，耐高溫復合材料結(jié)構(gòu)板的制備與性能亟待研究。聚酰亞胺因其優(yōu)異的耐高溫性能和良好的力學性能在航空航天等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
CN105295373A采用濃硝酸氧化和聚酰亞胺包覆復合方法對短切碳纖維(CF)進行表面改性，提高CF增強熱塑性聚酰亞胺復合材料(CF/TPI)力學性能。CN103319890A將聚酰亞胺纖維紡織成纖維織物并對其進行表面改性處理，以提高其表面自由能；使用表面改性過的聚酰亞胺纖維織物與實驗室自制聚酰亞胺樹脂溶液經(jīng)熱烘除溶劑及環(huán)化過程制備預(yù)浸料，采用模壓法將預(yù)浸料制成聚酰亞胺纖維織物增強聚酰亞胺樹脂基復合材料。CN104139530A采用熱塑性聚酰亞胺薄膜和多層連續(xù)碳纖維編織物按照一定的重量比相間依次鋪層；將鋪層好的多層碳纖維編織物及熱塑型聚酰亞胺薄膜裝入模具模壓成型。
上述CN105295373A和CN103319890A采用聚酰亞胺溶液浸漬模壓，存在溶劑污染和操作復雜等缺陷；CN104139530A采用多層纖維編織物與聚酰亞胺薄膜模壓成型，存在纖維織物與聚酰亞胺薄膜分布不均，相容性不佳等問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的纖維分散不均勻、浸漬效果不好等上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫、耐疲勞、耐沖擊特性好的耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板制備方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板，由包含如下組分和質(zhì)量百分含量組成：
所述的增強纖維選自玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、碳纖維中的一種。
所述的基體纖維為聚酰亞胺纖維。
所述的熱穩(wěn)定劑選自三堿式硫酸鉛、受阻酚、鹵化銅中的一種。
所述的高溫抗氧劑選自亞磷酸脂復配型抗氧化劑、內(nèi)酯型抗氧化劑中的一種。
所述的高溫脫模劑選自高溫硅油、高溫礦物油中的一種。
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板，包括以下步驟：
(1)按照如下組分和質(zhì)量百分含量稱取原料：增強纖維34.0-59.0wt％，基體纖維40.0-65.0wt％，熱穩(wěn)定劑0.3-0.5wt％，高溫抗氧劑0.2-0.5wt％，高溫脫模劑0.5-1.0wt％。
(2)將上述稱量好的原料在預(yù)混機中混合均勻，然后在混編機中混編成共混纖維織物，纏繞成卷。
(3)將上述共混纖維織物按照所需長度和寬度切割后放置在模壓板上，通過模壓成型工藝升溫到300℃，施加壓力5MPa，保溫保壓0.5h；然后升溫至340℃，施加壓力10Mpa，保溫保壓0.5h；再升溫至360℃，施加壓力15Mpa，保溫保壓0.5h；降溫至150℃，脫模即得耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板。
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板用于制備航空、航天、空間技術(shù)等領(lǐng)域的耐高溫零部件，可在340-370℃環(huán)境下長期使用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
本發(fā)明的耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板采用增強纖維和基體纖維預(yù)先充分共混形成織物、然后模壓成型的工藝，具有良好的均勻分散和充分浸漬效果，制得的結(jié)構(gòu)板耐高溫、耐疲勞、耐沖擊特性好等性能優(yōu)異，可應(yīng)用于航空、航天、空間技術(shù)等領(lǐng)域嚴苛的耐高溫要求；且成型工藝簡單易于控制。
附圖說明
圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板，由包含如下組分和質(zhì)量百分含量組成：增強纖維59.0wt％，基體纖維40.0wt％，熱穩(wěn)定劑0.3wt％，高溫抗氧劑0.2wt％，高溫脫模劑0.5wt％
所述的增強纖維為芳綸纖維。
所述的基體纖維為聚酰亞胺纖維。
所述的熱穩(wěn)定劑為受阻酚。
所述的高溫抗氧劑為內(nèi)酯型抗氧化劑。
所述的高溫脫模劑為高溫硅油。
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板，包括以下步驟：
(1)按照上述組分和質(zhì)量百分含量稱取原料；(2)將上述稱量好的原料在預(yù)混機中混合均勻，然后在混編機中混編成共混纖維織物，纏繞成卷；(3)將上述共混纖維織物按照所需長度和寬度切割后放置在模壓板上，通過模壓成型工藝升溫到320℃，施加壓力10MPa，保溫保壓1h；然后升溫至360℃，施加壓力15Mpa，保溫保壓1h；再升溫至380℃，施加壓力20Mpa，保溫保壓1h；降溫至150℃，脫模即得耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板。
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板用于制備航空、航天、空間技術(shù)等領(lǐng)域的耐高溫零部件，可在340-370℃環(huán)境下長期使用。
實施例2
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板，由包含如下組分和質(zhì)量百分含量組成：增強纖維34.0wt％，基體纖維65.0wt％，熱穩(wěn)定劑0.3wt％，高溫抗氧劑0.2wt％，高溫脫模劑0.5wt％。
所述的增強纖維為玻璃纖維。
所述的基體纖維為聚酰亞胺纖維。
所述的熱穩(wěn)定劑為三堿式硫酸鉛。
所述的高溫抗氧劑為亞磷酸脂復配型抗氧化劑。
所述的高溫脫模劑為高溫硅油。
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板，包括以下步驟：
(1)按照上述組分和質(zhì)量百分含量稱取原料；(2)將上述稱量好的原料在預(yù)混機中混合均勻，然后在混編機中混編成共混纖維織物，纏繞成卷；(3)將上述共混纖維織物按照所需長度和寬度切割后放置在模壓板上，通過模壓成型工藝升溫到310℃，施加壓力8MPa，保溫保壓0.8h；然后升溫至350℃，施加壓力12Mpa，保溫保壓0.8h；再升溫至370℃，施加壓力18Mpa，保溫保壓0.8h；降溫至150℃，脫模即得耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板。
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板用于制備航空、航天、空間技術(shù)等領(lǐng)域的耐高溫零部件，可在340-370℃環(huán)境下長期使用。
實施例3
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板，由包含如下組分和質(zhì)量百分含量組成：增強纖維38.0wt％，基體纖維60.0wt％，熱穩(wěn)定劑0.5wt％，高溫抗氧劑0.5wt％，高溫脫模劑1.0wt％
所述的增強纖維為玄武巖纖維。
所述的基體纖維為聚酰亞胺纖維。
所述的熱穩(wěn)定劑為鹵化銅。
所述的高溫抗氧劑為亞磷酸脂復配型抗氧化劑。
所述的高溫脫模劑為高溫礦物油。
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板，包括以下步驟：
(1)按照上述組分和質(zhì)量百分含量稱取原料；(2)將上述稱量好的原料在預(yù)混機中混合均勻，然后在混編機中混編成共混纖維織物，纏繞成卷；(3)將上述共混纖維織物按照所需長度和寬度切割后放置在模壓板上，通過模壓成型工藝升溫到315℃，施加壓力10MPa，保溫保壓0.5h；然后升溫至355℃，施加壓力15Mpa，保溫保壓0.5h；再升溫至375℃，施加壓力20Mpa，保溫保壓1h；降溫至150℃，脫模即得耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板。
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板用于制備航空、航天、空間技術(shù)等領(lǐng)域的耐高溫零部件，可在340-370℃環(huán)境下長期使用。
實施例4
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板，由包含如下組分和質(zhì)量百分含量組成：增強纖維38.5％，基體纖維60.0wt％，熱穩(wěn)定劑0.4wt％，高溫抗氧劑0.3wt％，高溫脫模劑0.8wt％
所述的增強纖維為碳纖維。
所述的基體纖維為聚酰亞胺纖維。
所述的熱穩(wěn)定劑為三堿式硫酸鉛。
所述的高溫抗氧劑為內(nèi)酯型抗氧化劑。
所述的高溫脫模劑為高溫硅油。
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板，包括以下步驟：
(1)按照上述組分和質(zhì)量百分含量稱取原料；(2)將上述稱量好的原料在預(yù)混機中混合均勻，然后在混編機中混編成共混纖維織物，纏繞成卷；(3)將上述共混纖維織物按照所需長度和寬度切割后放置在模壓板上，通過模壓成型工藝升溫到300℃，施加壓力10MPa，保溫保壓1h；然后升溫至360℃，施加壓力15Mpa，保溫保壓1h；再升溫至380℃，施加壓力20Mpa，保溫保壓1h；降溫至150℃，脫模即得耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板。
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板用于制備航空、航天、空間技術(shù)等領(lǐng)域的耐高溫零部件，可在340-370℃環(huán)境下長期使用。
實施例5
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板，由包含如下組分和質(zhì)量百分含量組成：增強纖維40.0wt％，基體纖維58.5wt％，熱穩(wěn)定劑0.5wt％，高溫抗氧劑0.5wt％，高溫脫模劑0.5wt％
所述的增強纖維為碳纖維。
所述的基體纖維為聚酰亞胺纖維。
所述的熱穩(wěn)定劑為受阻酚。
所述的高溫抗氧劑為亞磷酸脂復配型抗氧化劑。
所述的高溫脫模劑為高溫硅油。
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板，包括以下步驟：
(1)按照上述組分和質(zhì)量百分含量稱取原料；(2)將上述稱量好的原料在預(yù)混機中混合均勻，然后在混編機中混編成共混纖維織物，纏繞成卷；(3)將上述共混纖維織物按照所需長度和寬度切割后放置在模壓板上，通過模壓成型工藝升溫到320℃，施加壓力5MPa，保溫保壓0.5h；然后升溫至360℃，施加壓力10Mpa，保溫保壓0.5h；再升溫至380℃，施加壓力15Mpa，保溫保壓0.5h；降溫至150℃，脫模即得耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板。
一種耐高溫共混纖維織物層壓結(jié)構(gòu)板用于制備航空、航天、空間技術(shù)等領(lǐng)域的耐高溫零部件，可在340-370℃環(huán)境下長期使用。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。