[发明专利]一种复合纤维片材

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合纤维片材，属于复合材料领域。

背景技术

随着各行各业的飞速发展，对工业用纤维的要求越来越高，尤其要求其具有良好的强度和抗腐蚀性能。各种材料要求更高的功能性，要求可不损害由树脂、陶瓷、金属等固体材料形成的基体特性而较好地改良电特性、机械特性、热特性等物性的添加剂，此外，还需求提高燃料油、润滑剂等液体物性的添加剂等。陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合纤维片材，该复合纤维片材中使用的高强度纤维为陶瓷纤维，其抗张强度为5.2~12.0GPa。该复合纤维片材具有强度高，抗腐蚀性能强、比重轻、膨胀系数小、抗磨能力强等特点。

一种复合纤维片材，所述片材是将高强度纤维与热固性树脂材料复合，将热固性树脂固化所得，

其中，所述高强度纤维的抗张强度为5.2~12.0GPa，纤维直径为1~20μm，纤维长度为100~500mm。

本发明所述复合纤维片材优选所述热固性树脂材料为不饱和聚酯、乙烯基酯、环氧树脂、酚醛树脂或聚酰亚胺树脂。

本发明所述复合纤维片材优选所述高强度纤维与热固性树脂的体积比为5~40:100。

本发明所述复合纤维片材优选所述热固性树脂材料的粘度至少为15Pa·S。

本发明所述高强度纤维优选所述纤维的抗张强度为8.0~12.0GPa，纤维直径为5~20μm，纤维长度为100~300mm。

本发明所述高强度纤维优选所述纤维的抗张强度为10.0~12.0GPa，纤维直径为10~20μm，纤维长度为100~200mm。

上述高强度纤维优选按下述方法制备：

一种高强度纤维的制备方法，包括陶瓷原料处理、制浆、纺丝和热处理的步骤，所述陶瓷原料处理的步骤中，所述陶瓷原料按质量百分比，由下述组分组成：

Al₂O₃    50%~70%

SiO₂     20%~40%

SiC      10%~20%

所述Al₂O₃、SiO₂和SiC的平均粒径均在150nm以下。

本发明所述高强度纤维的制备方法中优选陶瓷原料处理的步骤中，所述陶瓷原料按质量百分比，由下述组分组成：

Al₂O ₃    60%~70%

SiO₂     20%~30%

SiC     10%~15%

本发明所述高强度纤维的制备方法中优选陶瓷原料处理的步骤中，所述陶瓷原料按质量百分比，由下述组分组成：

Al₂O₃    63%

SiO₂     25%

SiC      12%。

本发明所述高强度纤维的制备方法中优选所述Al₂O₃、SiO₂和SiC的粒径为50nm~120nm。

本发明所述高强度纤维的制备方法中优选所述Al₂O₃、SiO₂和SiC的粒径为50nm~80nm。

本发明所述高强度纤维的制备方法中优选所述制浆步骤为：将陶瓷原料溶于高聚物溶质中，所述高聚物基体材料的分子量为20000~500000。

本发明所述高强度纤维的制备方法中优选所述纺丝步骤为：所述高聚物基体材料的分子量为100000~500000。

本发明所述高强度纤维的制备方法中优选高聚物基体材料为聚苯乙烯或聚乙二醇。

本发明所述高强度纤维的制备方法中优选所述制备方法包括下述工艺步骤：

①陶瓷原料处理：按比例备料，将Al₂O₃、SiO₂和SiC的平均粒径均在150nm以下的原料均匀混合；

②制浆：将步骤①所得陶瓷原料溶于高聚物基体材料中，所述高聚物基体材料的分子量为20000~500000，搅拌均匀；