可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物、制作方法和用途与流程

本发明涉及一种碳纤维织物、制作方法和用途，具体涉及一种具有开放结构的纺织品，可以很容易地加入到各种复合材料中，无需借助外部加热设备即可实现加热固化的可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物、制作方法和用途。

背景技术：

无论热固性树脂还是热塑性树脂固化时通常需要一定的温度。树脂基纤维增强复合材料一般使用各种各样的加压方法在固化炉内固化，有时也采用整体加热模具固化。在现场维修等情况时也会采用电热毯等柔性加热设备。可以看出，现有的加热固化方法都需要专门的加热设备。碳纤维是一种高性能的非金属发热材料，现已广泛应用于电热毯加热丝。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种具有开放结构的纺织品，可以很容易地加入到各种复合材料中，无需借助外部加热设备即可实现加热固化的可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物、制作方法和用途。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物，所述可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物包括：

至少单根连续的碳纤维、绝缘纤维、玻璃纤维无纺布；

至少单根连续的碳纤维，单根碳纤维采用绝缘纤维定型成一个碳纤维层，相邻的两个碳纤维层之间加入绝缘纤维，

单根连续的碳纤维两端延长出织物边缘；

在若干碳纤维层的上下表面加入玻璃纤维无纺布。

在本发明的具体实施例子中，至少单根连续的碳纤维均在织物的纬向上加入。

在本发明的具体实施例子中，碳纤维在织物内曲线布置。

在本发明的具体实施例子中，单根连续的碳纤维两端延长出织物边缘的长度的范围为：15-45mm。

在本发明的具体实施例子中，碳纤维织物的整体幅宽与长度为能够向周围延展的碳纤维织物。

在本发明的具体实施例子中，碳纤维在织物内连续齿形布置。

在本发明的具体实施例子中，相邻的齿的距离范围为：5-20mm。

一种可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：

(1)、其中至少单根连续的碳纤维在纬向上加入，纬向两束碳纤维之间和织物经向加入绝缘纤维用于固定连续碳纤维并防止短路；

(2)、单根连续的碳纤维两端延长出织物边缘用于连接导线；

(3)、在织物上下表面加入玻璃纤维无纺布，以实现层间绝缘。

在本发明的具体实施例子中，碳纤维直径和间隔根据所需要的加热功率进行调整，织物整体幅宽与长度根据需求进行调整。

一种可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物的用途，所述用途包括：在修补损伤的复合材料件中加热。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物、制作方法和用途有如下优点：本发明是一种具有开放结构的纺织品，可以很容易地加入到各种复合材料中，包括玻璃纤维复合材料、芳纶复合材料、超高分子聚乙烯复合材料等。使复合材料无需借助外部加热设备即可实现加热固化。本发明可以提供加热功能，以及固化后的碳纤维轴向增强或拉伸功能。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图的主视图。

图2为本发明的层间结构示意图。

图3为本发明的运用过程示意图之一。

图4为本发明的运用过程示意图之二。

下面是本发明中标号对应的名称：

碳纤维1、绝缘纤维2、玻璃纤维无纺布3、碳纤维两端4、碳纤维织物100、损伤的复合材料件200、复合材料修补层300。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

图1为本发明的整体结构示意图的主视图，图2为本发明的层间结构示意图，如图1-2所示：本发明提供的可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物，该可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物包括：至少单根连续的碳纤维1、绝缘纤维2、玻璃纤维无纺布3；至少单根连续的碳纤维，单根碳纤维采用绝缘纤维定型成一个碳纤维层，相邻的两个碳纤维层之间加入绝缘纤维，单根连续的碳纤维两端延长出织物边缘；在若干碳纤维层的上下表面加入玻璃纤维无纺布3。

在具体的实施过程中，至少单根连续的碳纤维均在织物的纬向上加入。在具体的实施过程中，本发明中的碳纤维在织物内曲线布置。在具体的实施过程中，单根连续的碳纤维两端4延长出织物边缘的长度的范围为：15-45mm，还可以使用其他参数。

本发明提供的碳纤维织物的整体幅宽与长度为能够向周围延展的碳纤维织物。

碳纤维在织物内连续齿形布置，在具体的实施过程中，相邻的齿的距离范围为：5-20mm(参见图1中的a)，还可以使用其他参数。

本发明提供的可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物的制造方法，该制造方法包括如下步骤：

(1)、其中至少单根连续的碳纤维在纬向上加入，纬向两束碳纤维之间和织物经向加入绝缘纤维用于固定连续碳纤维并防止短路；

(2)、单根连续的碳纤维两端延长出织物边缘用于连接导线；

(3)、在织物上下表面加入玻璃纤维无纺布，以实现层间绝缘。

碳纤维直径和间隔根据所需要的加热功率进行调整，织物整体幅宽与长度根据需求进行调整。

本发明在修补损伤的复合材料件中加热，图3为本发明的运用过程示意图之一，图4为本发明的运用过程示意图之二，图3中，图4中，本发明提供的碳纤维织物100可用于飞机、高铁等大型损伤的复合材料件200的现场修理。将本发明与其他复合材料修补铺层300混合使用，再将连续碳纤两端通过导线接通电源400，即可实现在无加热设备时的现场维修作业。

本发明是一种具有开放结构的纺织品，可以很容易地加入到各种复合材料中，包括玻璃纤维复合材料、芳纶复合材料、超高分子聚乙烯复合材料等。使复合材料无需借助外部加热设备即可实现加热固化。本发明可以提供加热功能，以及固化后的碳纤维轴向增强或拉伸功能。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物，其特征在于：所述可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物包括：

至少单根连续的碳纤维、绝缘纤维、玻璃纤维无纺布；

至少单根连续的碳纤维，单根碳纤维采用绝缘纤维定型成一个碳纤维层，相邻的两个碳纤维层之间加入绝缘纤维，

单根连续的碳纤维两端延长出织物边缘；

在若干碳纤维层的上下表面加入玻璃纤维无纺布。

2.根据权利要求1所述的可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物，其特征在于：至少单根连续的碳纤维均在织物的纬向上加入。

3.根据权利要求1所述的可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物，其特征在于：碳纤维在织物内曲线布置。

4.根据权利要求1所述的可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物，其特征在于：单根连续的碳纤维两端延长出织物边缘的长度的范围为：15-45mm。

5.根据权利要求1所述的可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物，其特征在于：碳纤维织物的整体幅宽与长度为能够向周围延展的碳纤维织物。

6.根据权利要求1所述的可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物，其特征在于：碳纤维在织物内连续齿形布置。

7.根据权利要求6所述的可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物，其特征在于：相邻的齿的距离范围为：5-20mm。

8.一种可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物的制造方法，其特征在于：所述制造方法包括如下步骤：

(1)、其中至少单根连续的碳纤维在纬向上加入，纬向两束碳纤维之间和织物经向加入绝缘纤维用于固定连续碳纤维并防止短路；

(2)、单根连续的碳纤维两端延长出织物边缘用于连接导线；

(3)、在织物上下表面加入玻璃纤维无纺布，以实现层间绝缘。

9.根据权利要求8所述的可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物的制造方法，其特征在于：碳纤维直径和间隔根据所需要的加热功率进行调整，织物整体幅宽与长度根据需求进行调整。

10.一种可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物的用途，其特征在于：所述用途包括：在修补损伤的复合材料件中加热。

技术总结
本发明涉及一种可用作复合材料自加热固化的碳纤维织物、制作方法和用途，碳纤维织物包括：至少单根连续的碳纤维、绝缘纤维、玻璃纤维无纺布；其中至少单根连续的碳纤维在纬向上加入，纬向两束碳纤维之间和织物经向加入绝缘纤维用于固定连续碳纤维并防止短路；单根连续的碳纤维两端延长出织物边缘用于连接导线；在织物上下表面加入玻璃纤维无纺布，以实现层间绝缘。碳纤维直径和间隔根据所需要的加热功率进行调整，织物整体幅宽与长度根据需求进行调整。使复合材料无需借助外部加热设备即可实现加热固化。本发明可以提供加热功能，以及固化后的碳纤维轴向增强或拉伸功能。

技术研发人员：陈逸君;郭永涛;朱家强;王滨
受保护的技术使用者：上海晋飞碳纤科技股份有限公司
技术研发日：2021.05.12
技术公布日：2021.08.03