一种高性能纤维复合材料及其护具制品[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110964238 A(43)申请公布日 2020.04.07

(21)申请号 201911308866.8(22)申请日 2019.12.18

(71)申请人 扬州吉威体育用品有限公司

地址 225000 江苏省扬州市江都区武坚镇

黄思工业区(72)发明人 陆国春　

(74)专利代理机构 扬州云洋知识产权代理有限

公司 32389

代理人 罗雄燕(51)Int.Cl.

C08L 23/08(2006.01)C08K 7/06(2006.01)C08K 9/04(2006.01)C22C 38/02(2006.01)C22C 38/04(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页

C22C 38/58(2006.01)C22C 38/44(2006.01)C22C 38/42(2006.01)C22C 38/40(2006.01)

(54)发明名称

一种高性能纤维复合材料及其护具制品(57)摘要

本发明公开了新型纤维及复合材料技术领域，特别涉及一种高性能纤维复合材料及其护具制品。该高性能纤维复合材料及其护具制品，包括基体材料、强化纤维以及不锈钢纤维，其中所述基体材料是热塑性聚合物或热固性树脂，其中所述不锈钢纤维的组成包含铁以及下述组分(以wt.％表示)：C≤0.05％，Mn≤5％，Si≤2％，6％≤Ni≤12％，11％≤Cr≤20％，Mo≤3％，Cu≤4％，N≤0.05％，S≤0.03％。本发明中的纤维复合材料安全可靠、抗冲击性能好且环境友好。

CN 110964238 ACN 110964238 A

权　利　要　求　书

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1.一种高性能纤维复合材料，其特征在于：包括基体材料、强化纤维以及不锈钢纤维，其中所述基体材料是热塑性聚合物或热固性树脂，其中所述不锈钢纤维的组成包含铁以及下述组分(以wt.％表示)：C≤0.05％，Mn≤5％，Si≤2％，6％≤Ni≤12％，11％≤Cr≤20％，Mo≤3％，Cu≤4％，N≤0.05％，S≤0.03％。

2.根据权利要求1所述的一种高性能纤维复合材料，其特征在于：所述不锈钢纤维的等效直径大于0.4μm，且小于100μm。

3.根据权利要求1所述的一种高性能纤维复合材料，其特征在于：所述强化纤维采用单丝丝径为5-20μm的1-50K的碳纤维束，该碳纤维束经过酚醛强化处理后的单丝直径为4-20μm。

4.根据权利要求1所述的一种高性能纤维复合材料，其特征在于：所述热塑性聚合物为乙烯和丙烯的共聚物。

5.采用根据权利要求1所述的一种高性能纤维复合材料护具制品，其特征在于：护具制品由上述高性能纤维复合材料制成。

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CN 110964238 A

说　明　书

一种高性能纤维复合材料及其护具制品

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技术领域

[0001]本发明涉及新型纤维及复合材料技术领域，特别涉及一种高性能纤维复合材料及其护具制品。

背景技术

[0002]随着我国经济的快速发展，复合材料广泛应用于人们的日常生产生活中，相应的，在体育用品器械中也多有设计，纤维复合材料凭借其结构强度稳定，具有广泛的应用前景，传统的纤维复合材料或多或少会对环境造成一系列影响，因此亟需一种环境友好、可降解、能够代替石油资源的高性能生物质纤维材料，采用此类纤维复合材料制成的护具，更为贴合皮肤，佩戴舒适且安全可靠。发明内容

[0003]本发明的目的是提供一种安全可靠，抗冲击性能好且环境友好的一种高性能纤维复合材料及其护具制品。

[0004]为了实现上述发明目的，本发明一种高性能纤维复合材料及其护具制品采用的如下技术方案：

[0005]一种高性能纤维复合材料，包括基体材料、强化纤维以及不锈钢纤维，其中基体材料是热塑性聚合物或热固性树脂，其中不锈钢纤维的组成包含铁以及下述组分(以wt.％表示重量百分比)：C≤0.05％，Mn≤5％，Si≤2％，6％≤Ni≤12％，11％≤Cr≤20％，Mo≤3％，Cu≤4％，N≤0.05％，S≤0.03％。不锈钢纤维具有多边形截面且不锈钢纤维具有退火的微结构；采用上述组分的不锈钢纤维，可以保证纤维复合材料具有较好的特性。在具体的实施方案中，多角的截面是六角的。优选地，不锈钢纤维不具有卷曲。[0006]本发明一种高性能纤维复合材料的进一步改进在于，不锈钢纤维的等效直径大于0.4μm，且小于100于m。

[0007]本发明一种高性能纤维复合材料的进一步改进在于，强化纤维采用单丝丝径为5-20μm的1-50K的碳纤维束，该碳纤维束经过酚醛强化处理后的单丝直径为4-20μm。通过设置强化纤维，具有六角截面的不锈钢纤维在不锈钢纤维和基体材料之间产生良好的粘着性。[0008]本发明一种高性能纤维复合材料的进一步改进在于，所述基体材料是热塑性聚合物，热塑性聚合物为乙烯和丙烯的共聚物。结构合理，且环保性能好。[0009]本发明还公开了一种高性能纤维复合材料护具制品，护具制品由上述高性能纤维复合材料制成。

[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果在于：[0011]1、不锈钢纤维具有多边形截面且不锈钢纤维具有退火的微结构。结构稳定且强度可靠。

[0012]2、强化纤维采用单丝丝径为5-20μm的1-50K的碳纤维束。强化纤维能够连接不锈钢纤维以及基体。

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CN 110964238 A[0013][0014]

说　明　书

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3、热塑性聚合物为乙烯和丙烯的共聚物。结构合理，且环保。4、通过拉拔性能检测，本发明中的高性能纤维复合材料护具制品具有较强的拉伸

强度。

具体实施方式

[0015]下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。[0016]一种高性能纤维复合材料，包括基体材料、强化纤维以及不锈钢纤维，其中基体材料是热塑性聚合物或热固性树脂，其中不锈钢纤维的组成包含铁以及下述组分(以wt.％表示重量百分比)：C≤0.05％，Mn≤5％，Si≤2％，6％≤Ni≤12％，11％≤Cr≤20％，Mo≤3％，Cu≤4％，N≤0.05％，S≤0.03％。不锈钢纤维具有多边形截面且不锈钢纤维具有退火的微结构。在具体的实施方案中，多角的截面是六角的。优选地，不锈钢纤维不具有卷曲。本实施例中，(1)不锈钢纤维的等效直径大于0.4μm，且小于100于m；(2)强化纤维采用单丝丝径为5-20μm的1K-50K的碳纤维束，该碳纤维束经过酚醛强化处理后的单丝直径为4-20μm。通过设置强化纤维，具有六角截面的不锈钢纤维在不锈钢纤维和基体材料之间产生良好的粘着性。

[0017]实施例一：不锈钢纤维的组成包含铁以及下述组分(以wt.％表示重量百分比)：C＝0.05％，Mn＝5％，Si＝2％，Ni＝6％，Cr＝11％，Mo＝3％，Cu＝4％，N＝0.05％，S＝0.03％。8μm的不锈钢单纤维强力可达5.53cN，相对强度较高。[0018]实施例二：不锈钢纤维的组成包含铁以及下述组分(以wt.％表示重量百分比)：C＝0.01％，Mn＝1％，Si＝1％，Ni＝12％，Cr＝20％，Mo＝3％，Cu＝4％，N＝0.05％，S＝0.03％。8μm的不锈钢单纤维强力可达5.81cN，相对强度较高。[0019]实施例三：不锈钢纤维的组成包含铁以及下述组分(以wt.％表示重量百分比)：C＝0.02％，Mn＝5％，Si＝1.5％，Ni＝8％，Cr＝18％，Mo＝2％，Cu＝3％，N＝0.03％，S＝0.03％。8μm的不锈钢单纤维强力可达5.64cN，相对强度较高。[0020]具体的，上述组分的不锈钢纤维具体以下特性：[0021](1)机械性能：8μm的不锈钢单纤维强力可达5.53-5.81cN，与棉单纤强度接近，相对强度较高，同时具有良好的弯曲加工性和耐磨性，延长护具制品使用寿命；[0022](2)相比于现有的不锈钢纤维其电阻率更低，降低了约20-30％；[0023](3)具有较好的耐高温性和耐腐蚀性。[0024]进一步地，热塑性聚合物为乙烯和丙烯的共聚物。结构合理，且具有较好的环保性。

[0025]本发明还公开了一种护具制品，由上述高性能纤维复合材料制成。采用此类高性能纤维复合材料制作而成的护具，结构强度大且绿色环保，同时具有较长的使用寿命和较好的抗冲击性能。

[0026]以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等

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CN 110964238 A

说　明　书

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同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

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