阅读说明：本技术 一种复合材料织物及其包边方法 (Composite material fabric and edge covering method thereof ) 是由 胡炜杰 纪红兵 程亮 于 2019-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种复合材料织物及其包边方法,将最上层面料和/或次上层面料的边缘留出一定长度,并包裹住最下层面料的部分外表面形成包边；或者将最下层面料和/或次下层面料的边缘留出一定长度,并包裹住最上层面料的部分外表面形成反包边,得到具有完整包边的复合材料织物；由于采用了将面积较大的一侧最外层面料和/或次外层面料包裹面积较小的另一侧最外层面料边沿形成包边,使得积层或夹心复合材料织物的边缘得到了保护,避免了其边缘的开裂或二次物理损伤,也使得夹心复合材料与外界相隔离,克服了其泡沫芯材或蜂窝芯材的吸湿问题,明显提高了积层或夹心复合材料织物的综合使用性能,也明显提升了积层或夹心复合材料织物的使用寿命。(The invention discloses a composite material fabric and a binding method thereof.A certain length is reserved at the edge of the uppermost layer fabric and/or the next upper layer fabric, and part of the outer surface of the lowermost layer fabric is wrapped to form a binding edge; or reserving a certain length at the edge of the lowest layer fabric and/or the next lower layer fabric, and wrapping part of the outer surface of the uppermost layer fabric to form a reverse edge covering to obtain a composite fabric with a complete edge covering; because the edge of the outermost fabric on one side with a larger area and/or the edge of the outermost fabric on the other side with a smaller wrapping area of the secondary outer fabric are used for forming the wrapping edge, the edge of the laminated or sandwich composite fabric is protected, the edge is prevented from cracking or secondary physical damage, the sandwich composite is isolated from the outside, the moisture absorption problem of a foam core material or a honeycomb core material is solved, the comprehensive use performance of the laminated or sandwich composite fabric is obviously improved, and the service life of the laminated or sandwich composite fabric is also obviously prolonged.)

一种复合材料织物及其包边方法

技术领域

本发明涉及织物及其包边方法领域，尤其涉及的是一种复合材料织物及其包边方法。

背景技术

随着纤维增强复合材料成型技术的日趋成熟，在织物领域对复合材料的使用数量和范围呈逐渐扩大趋势，然而在复合材料的应用过程中也逐渐暴露出了一些问题，例如，如复合材料的开裂、鼓包、边缘损伤、以及夹芯复合材料的吸湿和失效等问题。这些问题与复合材料的制造工艺和技术密切相关，为解决开裂和鼓包问题，工程技术人员采用了各种层间连接的手段，如三维编织、缝合、针刺等手段，也收到了一定的效果。

但是，目前大多数的复合材料采用的是积层方式进行铺覆，其边缘都是开放的，尤其是夹芯复合材料更为明显，这必然会带来很多弊端，如边缘的二次损伤、边缘开裂、层间鼓包、失效、以及夹芯材料在边缘处的吸湿等问题，直接影响了复合材料织物的综合使用性能和使用寿命。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种复合材料织物，综合使用性能高，使用寿命长。

同时，本发明还提供一种复合材料织物包边方法，可提高复合材料织物的综合使用性能，提升复合材料织物的使用寿命。

本发明的技术方案如下：一种复合材料织物，从上到下依次由面层面料、次面层面料、复合材料层面料、次底层面料和底层面料组成，其中：

方案一、所述面层面料的面积比次面层面料、复合材料层面料、次底层面料和底层面料的面积大，所述次面层面料、复合材料层面料、次底层面料和底层面料的面积相同，所述面层面料的周边向下延伸并包裹住底层面料边沿的部分外表面形成第一包边；

或，方案二、所述面层面料和次面层面料的面积相同且比复合材料层面料、次底层面料和底层面料的面积大，所述复合材料层面料、次底层面料和底层面料的面积相同，所述面层面料和次面层面料的周边均向下延伸并包裹住底层面料边沿的部分外表面形成第二包边；

或，方案三、所述面层面料、次面层面料和复合材料层面料的面积相同，所述次底层面料和底层面料的面积相同且比面层面料、次面层面料和复合材料层面料的面积大，所述次底层面料和底层面料的周边均向上延伸并包裹住面层面料边沿的部分外表面形成第三包边；

或，方案四、所述面层面料、次面层面料、复合材料层面料和次底层面料的面积相同，所述底层面料的面积比面层面料、次面层面料、复合材料层面料和次底层面料的面积大，所述底层面料的周边向上延伸并包裹住面层面料边沿的部分外表面形成第四包边。

所述的复合材料织物，其中：面积较大的面层面料、次面层面料、次底层面料或底层面料在拐角处设置有开剪线。

所述的复合材料织物，其中：所述拐角为外圆弧拐角，所述拐角处的第一包边、第二包边、第三包边或第四包边由多个内侧边未开剪的矩形块组成。

所述的复合材料织物，其中：所述拐角为内圆弧拐角，所述拐角处处的第一包边、第二包边、第三包边或第四包边由多个内侧边未开剪的扇形块组成。

所述的复合材料织物，其中：所述面层面料、次面层面料、次底层面料或底层面料为增强织物。

所述的复合材料织物，其中：所述面层面料、次面层面料、次底层面料或底层面料为预浸料。

所述的复合材料织物，其中：所述复合材料层面料为积层复合材料。

所述的复合材料织物，其中：所述复合材料层面料为泡沫芯或蜂窝芯的夹心复合材料。

一种复合材料织物包边方法，用于制备上述中所述的复合材料织物，包括以下步骤：

步骤S110、依次将面层面料、次面层面料、复合材料层面料、次底层面料和底层面料放入模具中；

步骤S120、若制作第一包边，则将面积较大的面层面料的周边向下翻并包裹住底层面料边沿的部分外表面且紧密贴合；若制作第二包边，则将面积较大的面层面料和次面层面料的周边向下翻并包裹住底层面料边沿的部分外表面且紧密贴合；若制作第三包边，则将面积较大的次底层面料和底层面料的周边向上延伸并包裹住面层面料边沿的部分外表面且紧密贴合；若制作第四包边，则将面积较大的底层面料的周边向上延伸并包裹住面层面料边沿的部分外表面且紧密贴合；

步骤S130、合模对已包边多层复合材料织物进行压制和定型；

步骤S140、升温固化，使第一包边、第二包边、第三包边或第四包边的接触面发生粘连；

步骤S150、开模取出具有完整包边的复合材料织物。

所述的复合材料织物包边方法，其中：当面积较大的面层面料、次面层面料、次底层面料或底层面料采用增强织物时，在其形成的第一包边、第二包边、第三包边或第四包边的内侧面均匀涂敷粘合剂，所述粘合剂采用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯、乙烯基树脂、聚氨酯、聚丙烯、聚氨酯、聚酰亚胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、高密度聚乙烯、聚碳酸酯、热塑性聚酯、聚苯硫醚、聚甲醛、聚碳酸酯、聚醚醚酮或聚乳酸。

本发明所提供的一种复合材料织物及其包边方法，由于采用了将面积较大的一侧最外层面料和/或次外层面料包裹面积较小的另一侧最外层面料边沿形成包边，使得积层或夹心复合材料织物的边缘得到了保护，减小或避免了其边缘的开裂或二次物理损伤，也使得夹心复合材料与外界相隔离，克服了其泡沫芯材或蜂窝芯材的吸湿问题，明显提高了积层或夹心复合材料织物的综合使用性能，也明显提升了积层或夹心复合材料织物的使用寿命。

附图说明

图1是本发明复合材料织物实施例一的层结构示意图；

图2是本发明复合材料织物实施例二的层结构示意图；

图3是本发明复合材料织物实施例三的层结构示意图；

图4是本发明复合材料织物实施例四的层结构示意图；

图5是本发明复合材料织物实施例在外圆弧拐角处的展开结构示意图；

图6是本发明复合材料织物实施例在内圆弧拐角处的展开结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并非用于限定本发明的具体实施方式。

为提高复合材料织物的综合使用性能，克服复合材料织物在设计制造过程中存在的一些缺点，扩大复合材料织物产品的应用范围和提升复合材料织物的使用寿命，本发明专利提出了一种复合材料织物及其包边制备方法，即将最上层面料和/或次上层面料的所有边缘留出足够长度或一定长度，并包裹住最下层面料的部分外表面且紧密贴合形成包边；或者，将最下层面料和/或次下层面料的所有边缘留出足够长度或一定长度，并包裹住最上层面料的部分外表面且紧密贴合形成反包边，由此得到具有完整包边的复合材料织物。

方案一、如图1所示，图1是本发明复合材料织物实施例一的层结构示意图；该复合材料织物从上到下依次由面层面料110、次面层面料120、复合材料层面料130、次底层面料140和底层面料150组成，所述面层面料110的面积比次面层面料120、复合材料层面料130、次底层面料140和底层面料150的面积大，所述次面层面料120、复合材料层面料130、次底层面料140和底层面料150的面积相同，所述面层面料110的周边向下延伸并包裹住底层面料150边沿的部分外表面且紧密贴合形成第一包边111。

方案二、如图2所示，图2是本发明复合材料织物实施例二的层结构示意图；该复合材料织物从上到下依次由面层面料210、次面层面料220、复合材料层面料230、次底层面料240和底层面料250组成，所述面层面料210和次面层面料220的面积相同且比复合材料层面料230、次底层面料240和底层面料250的面积大，所述复合材料层面料230、次底层面料240和底层面料250的面积相同，所述面层面料210和次面层面料220的周边均向下延伸并包裹住底层面料250边沿的部分外表面且紧密贴合形成第二包边212。

方案三、如图3所示，图3是本发明复合材料织物实施例三的层结构示意图；该复合材料织物从上到下依次由面层面料310、次面层面料320、复合材料层面料330、次底层面料340和底层面料350组成，所述面层面料310、次面层面料320和复合材料层面料330的面积相同，所述次底层面料340和底层面料350的面积相同且比面层面料310、次面层面料320和复合材料层面料330的面积大，所述次底层面料340和底层面料350的周边均向上延伸并包裹住面层面料310边沿的部分外表面且紧密贴合形成第三包边354。

方案四、如图4所示，图4是本发明复合材料织物实施例四的层结构示意图；该复合材料织物从上到下依次由面层面料410、次面层面料420、复合材料层面料430、次底层面料440和底层面料450组成，所述面层面料410、次面层面料420、复合材料层面料430和次底层面料440的面积相同，所述底层面料450的面积比面层面料410、次面层面料420、复合材料层面料430和次底层面料440的面积大，所述底层面料450的周边向上延伸并包裹住面层面料410边沿的部分外表面且紧密贴合形成第四包边451。

在本发明复合材料织物的优选实施方式中，对于面积较大的面层面料(110或210)、次面层面料220、次底层面料340或底层面料(350或450)，在其拐角处的处理可设置开剪线以适配拐角处的形状，使其在包边或反包边的过程中不至于形成褶痕或鼓包。

具体的，结合图5所示，图5是本发明复合材料织物实施例在外圆弧拐角处的展开结构示意图，虚线为折线，实线为剪开线；以方案一中的面层面料110为例，当其上的拐角处为外圆弧拐角的情况下，所述拐角处的第一包边111由多个内侧边未开剪的矩形块113组成。

具体的，结合图6所示，图6是本发明复合材料织物实施例在内圆弧拐角处的展开结构示意图，虚线为折线，实线为剪开线；以方案四中的底层面料450为例，当其上的拐角处为内圆弧拐角的情况下，所述拐角处的第四包边451由多个内侧边未开剪的扇形块453组成。

在本发明复合材料织物的优选实施方式中，较好的是，所述面层面料(110、210、310或410)、次面层面料(120、220、320或420)、次底层面料(140、240、340或440)或底层面料(150、250、350或450)可以选用增强织物，也可以选用预浸料；所述复合材料层面料(130、230、330或430)可以选用多层的积层复合材料，也可以选用泡沫芯或蜂窝芯的夹心复合材料。

例如，在上述方案一中，以玻璃纤维平纹织物作为增强织物，制作6层积层复合材料织物，将其中作为次面层面料120、(两层)复合材料层面料130、次底层面料140和底层面料150的5块织物裁切成300mm×300mm，而将作为面层面料110的玻璃纤维织物裁剪成350mm×350mm，在其对称两边缘各留出25mm作为包边织物长度；并在面层面料110的拐角处进行开剪，使其在包边过程中不至于产生褶痕或鼓包；先将面层面料110的周边向下延伸并包裹住底层面料150边沿的部分外表面且紧密贴合形成第一包边111，再利用模具对6层积层复合材料织物进行成型，并进行升温固化，开模取件后，得到具有完整包边的6层积层复合材料织物。

又如，在上述方案二中，以碳纤维织物预浸料作铺层材料，制作上、下各4层且中间夹有泡沫芯的夹心复合材料织物，将其中作为(两层)其他面层面料(位于次面层面料220与复合材料层面料230之间，图未示出)、复合材料层面料230、(两层)其他底层面料(位于复合材料层面料230与次底层面料240之间，图未示出)、次底层面料240和底层面料250的7块织物裁切成300mm×300mm，而将作为面层面料210和次面层面料220的碳纤维织物裁剪成350mm×350mm，在其对称两边缘各留出25mm作为包边织物长度；并在面层面料210和次面层面料220的拐角处进行开剪，使其在包边过程中不至于产生褶痕或鼓包；先将面层面料210和次面层面料220的周边向下延伸并包裹住底层面料边沿的部分外表面且紧密贴合形成第二包边212，再利用模具对9层夹心复合材料织物进行成型，并进行升温固化，开模取件后，得到具有完整包边的9层夹心复合材料织物。

再如，在上述方案三中，以碳纤维织物预浸料作铺层材料，制作8层积层复合材料织物，将其中作为面层面料310、次面层面料320、(三层)复合材料层面料330的6块织物裁切成300mm×300mm，而将作为次底层面340料和底层面料350的碳纤维织物裁剪成350mm×350mm，在其对称两边缘各留出25mm作为包边织物长度；并在次底层面料340和底层面料350的拐角处进行开剪，使其在包边过程中不至于产生褶痕或鼓包；先将次底层面料340和底层面料350的周边向上延伸并包裹住面层面料310边沿的部分外表面且紧密贴合形成第三包边354，再利用模具对8层积层复合材料织物进行成型，并进行升温固化，开模取件后，得到具有完整包边的8层积层复合材料织物。

基于上述复合材料织物，本发明提供的一种复合材料织物包边方法，具体包括以下步骤：

步骤S110、依次将面层面料(110、210、310或410)、次面层面料(120、220、320或420)、复合材料层面料(130、230、330或430)、次底层面料(140、240、340或440)和底层面料(150、250、350或450)放入模具中；

步骤S120、若制作第一包边111，则将开剪后面积较大的面层面料110的周边向下翻并包裹住底层面料150边沿的部分外表面；若制作第二包边212，则将开剪后面积较大的面层面料210和次面层面料220的周边向下翻并包裹住底层面料250边沿的部分外表面；若制作第三包边354，则将开剪后面积较大的次底层面料340和底层面料350的周边向上延伸并包裹住面层面料310边沿的部分外表面；若制作第四包边451，则将开剪后面积较大的底层面料450的周边向上延伸并包裹住面层面料410边沿的部分外表面；

步骤S130、合模对已包边多层复合材料织物进行压制和定型；

步骤S140、升温固化，使第一包边111、第二包边212、第三包边354或第四包边451的接触面发生粘连；

步骤S150、开模取出具有完整包边的复合材料织物。

具体的，当面积较大的面层面料(110、210、310或410)、次面层面料(120、220、320或420)、次底层面料(140、240、340或440)或底层面料(150、250、350或450)采用增强织物时，在其形成的第一包边111、第二包边212、第三包边354或第四包边451的内侧面均匀涂敷粘合剂，所述粘合剂可采用热固性树脂或热塑性树脂；所述热固性树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯、乙烯基树脂、聚氨酯等；所述热塑性树脂包括聚丙烯(PP)、聚氨酯(TPU)、聚酰亚胺(PI)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚碳酸酯(PC)、热塑性聚酯(PBT、PET等)、聚苯硫醚(PPS)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚乳酸(PLA)等。

经实验证实，本发明所提供的一种复合材料织物及其包边方法，可以使积层或夹心复合材料织物的使用寿命提高20%以上。

应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。