[实用新型]宽幅碳纤维布、立体纤维预制体

说明书

本实用新型提供的一种宽幅碳纤维布和立体纤维预制体。该宽幅碳纤维布包括多根经向纱线和与所述经向纱线交织的多根纬向纱线，所述经向纱线和所述纬向纱线为覆层碳纤维束，所述碳纤维布的幅宽大于等于3米。本实用新型通过对碳纤维束的结构改进，使其表面覆层，一方面解决了织造过程因碳纤维束断裂伸长低，容易起毛断裂的问题，成功制得幅宽3米及以上的碳纤维布；另一方面，宽幅碳纤维布的成型为大尺寸、高性能立体纤维预制体乃至其复合材料的制备提供有利条件，避免裁剪、搭接造成的不利影响。

技术领域

本实用新型涉及碳纤维织造技术领域，特别是指一种宽幅碳纤维布、立体纤维预制体。

背景技术

高性能复合材料具有优异的力学性能和大尺寸工艺可实现性，而大尺寸(型面尺寸大于2米)仿形碳纤维预制体是研制高性能复合材料的关键基础材料，是复杂形状高性能复合材料的重要增强结构形式，其X-Y方向多以碳纤维布的形式存在。目前，常用的1K、3K碳纤维布最大幅宽达2米，制备尺寸大于2米的预制体的过程中，因幅宽不足需进行搭接处理，搭接部位还需预先缝合，对复杂形状预制体的性能带来一定的负面影响，降低了复合材料的力学性能。

由于1K、3K碳纤维断裂伸长低(约1.6％；天然纤维如棉为3-7％，蚕丝15-25％，羊毛25-35％；化纤如涤纶30-40％，氨纶450-800％等等)，织造时纤维易折断、磨损、起毛，使碳纤维布外观质量、表观均匀性和力学性能难控制；采用现有宽幅织造设备(现处于国际领先地位的德国、比利时等国家生产剑杆织机幅宽可达4600mm)进行大幅宽织造过程中，由于幅宽增加，碳纤维布两侧经纱编织角度加大，碳纤维磨损变大，导致碳纤维性能降低，且极易起毛断裂，难以连续织造成型。因此，大幅宽织造设备目前仅适用于天然纤维及化纤。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要提供一种改进的宽幅碳纤维布及立体纤维预制体。

本实用新型提供的技术方案为：一种宽幅碳纤维布，包括多根经向纱线和与所述经向纱线交织的多根纬向纱线，所述经向纱线和所述纬向纱线为覆层碳纤维束，所述碳纤维布的幅宽大于等于3米。

进一步的，所述覆层碳纤维束的表层为上浆剂，内层为碳纤维束，其中上浆剂占碳纤维束质量的1.2％。

进一步的，所述碳纤维束主要由1000根碳纤维单丝或3000根碳纤维单丝构成。

进一步的，所述上浆剂还覆设于所述碳纤维单丝的表层。

进一步的，所述经向纱线的排布密度为4.0-12.5根/cm。

进一步的，所述纬向纱线的排布密度为4.0-12.5根/cm。

进一步的，所述碳纤维布的组织结构为平纹，斜纹或缎纹。

本实用新型还提供一种立体纤维预制体，其型面尺寸大于2米，所述纤维预制体包括多个依次包覆或叠放的型面层，和连接多个所述型面层的层间纤维；其中至少一所述型面层为整体包覆或铺放的所述的宽幅碳纤维布，所述层间纤维包括针刺植入层间的短纤维簇、缝合引入的连续纤维束、穿刺引入的纤维束或棒材中一种或多种。

进一步的，多层整体包覆或铺放的所述宽幅碳纤维布的搭接部位相互错开。

进一步的，多层整体包覆或铺放的所述宽幅碳纤维布的搭接部位按型面尺寸均匀错开。

与现有技术相比，本实用新型提供的宽幅碳纤维布通过对碳纤维束的结构改进，使其表面覆层，一方面解决了织造过程因碳纤维束断裂伸长低，容易起毛断裂的问题，成功制得幅宽3米及以上的碳纤维布；另一方面，宽幅碳纤维布的成型为大尺寸、高性能立体纤维预制体乃至其复合材料的制备提供有利条件，避免裁剪、搭接造成的不利影响。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。