[发明专利]一种拼接使用的纤维增强热固性/热塑性树脂基复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种新型的可拼接使用的纤维增强热固性/热塑性树脂基复合材料及其制备方法与应用。所述复合材料由若干个单元拼接而成，所述单元为增强纤维材料的中间是热固性树脂材料、边缘是热塑性树脂材料，所述边缘为所述单元的至少一个边缘；所述拼接为每个单元边缘的热塑性树脂材料通过加工处理相互拼接。本发明所述制备方法操作简单，成本低，可实现同时发挥纤维增强热塑性树脂基复合材料和纤维增强热固性树脂基复合材料的优势。

技术领域

本发明涉及一种新型复合材料结构及成型技术，具体地，涉及一种新型的可拼接使用的纤维增强热固性/热塑性树脂基复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料是最早发展，也是发展最快、应用最广的一类高性能复合材料，根据树脂种类不同，主要分为两大类，即纤维增强热固性树脂基复合材料和纤维增强热塑性树脂基复合材料。

由于热固性树脂具有较好的工艺性(如粘度低)，纤维增强热固性树脂基复合材料成型工艺方法很多，而且由于热固性树脂固化后微观具有三维网状结构，其力学等性能非常优异，因此，纤维增强热固性树脂基复合材料在航空、航天、航海、运输、电子、机械等领域得到了广泛的应用。但其固化后就不能再重新加工和修复，会造成一定的浪费和污染。

热塑性树脂具有长链大分子结构，加热成型后还可以根据需要进行再加工和修复，同时，具有较好的热性能和化学性能等，因此，纤维增强热塑性树脂基复合材料也得到了广泛的重视和应用。但热塑性树脂的工艺性较热固性树脂差，主要表现在粘度高，纤维增强热塑性树脂基复合材料成型相对困难，成型后的复合材料力学性能也普遍低于热固性树脂基复合材料。

可以看出，纤维增强热固性树脂基复合材料和纤维增强热塑性树脂基复合材料各有优缺点，如果一种复合材料可以兼得两者的优点，即可以方便成型、并具有良好的力学性能，同时又可以重复使用和修复、减少浪费和污染，那么将是一种很有发展前景的复合材料。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明提供了一种拼接使用的纤维增强热固性/热塑性树脂基复合材料及其制备方法与应用。本发明首先选取一种热固性树脂体系，并制备出同体系的热塑性树脂，将热塑性树脂浸渍在增强纤维的四周，增强纤维的内部浸渍同体系的热固性树脂并加热固化，根据尺寸需要，通过四周的热塑性树脂进行拼接使用，内部热固性复合材料起到主要承载作用。

本发明针对纤维增强热塑性树脂基复合材料和纤维增强热固性树脂基复合材料的缺点，提供了一种新型的可拼接使用的纤维增强热固性/热塑性树脂基复合材料及其制备方法与应用，所涉及的成型制备方法操作简单，成本低，可实现同时发挥纤维增强热塑性树脂基复合材料和纤维增强热固性树脂基复合材料的优势。

本发明提供了一种拼接使用的纤维增强热固性/热塑性树脂基复合材料，所述复合材料由若干个单元拼接而成，所述单元为增强纤维材料的中间是热固性树脂材料、边缘是热塑性树脂材料，所述边缘为所述单元的至少一个边缘；所述拼接为每个单元边缘的热塑性树脂材料通过加工处理相互拼接。

进一步地，上述技术方案中，所述增强纤维材料包括碳纤维材料、玻璃纤维、芳纶纤维。

进一步地，上述技术方案中，所述单元的数量至少为2个。

进一步地，上述技术方案中，所述热固性树脂材料包括环氧树脂、双马树脂、酚醛树脂；所述热塑性树脂材料包括相应的热塑性化的环氧树脂、热塑性化的双马树脂、热塑性化的酚醛树脂等同体系树脂。

进一步地，上述技术方案中，所述拼接的方式包括对接、榫接、搭接、插接。

进一步地，上述技术方案中，所述加工处理包括激光焊接、超声焊接、热熔焊接、脉冲电流焊接。

本发明还提供了一种新型的可拼接使用的纤维增强热固性/热塑性树脂基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)制备与热固性树脂同体系的热塑性树脂；