本發明專利技術提供了一種鞋用復合材料層合板，包括多個碳纖維層和多個聚酰亞胺纖維層，相鄰的纖維層之間通過樹脂膠粘劑復合在一起，所述多個碳纖維層包括多個配對的相鄰碳纖維層，每一配對的碳纖維層中有一層碳纖維層的纖維相對于前后方向以順時針銳角α度鋪設，另一層碳纖維層的纖維相對于前后方向以逆時針銳角α度鋪設；本發明專利技術還提供了一種包括上述層合板的鞋底構件；一種包括上述鞋底構件的鞋產品；以及制備所述層合板的方法，通過控制纖維鋪設的方向、順序、均勻度等改善復合材料層合板的力學性能，制備一種強度高、韌性強且輕質的聚酰亞胺纖維/碳纖維混雜增強樹脂基復合材料層合板，進而提高了該鞋用層合板的綜合性能和使用壽命。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及復合材料鞋底，具體涉及一種鞋用復合材料層合板及其制備方法。
技術介紹
1、纖維增強樹脂復合材料層合板是一種常用的鞋用復合材料層合板，它主要由纖維材料和樹脂材料組成。在行業內部，根據使用需求，往往通過控制纖維材料的種類和堆砌結構來改變復合材料層合板的性能。碳纖維具有高比強、抗拉伸、低彎曲、低伸長的特性，可賦予復合材料高彈性模量，高拉伸強度的特性，但碳纖維復合材料也存在不耐沖擊、韌性差、脆性大、易斷裂等特點。聚酰亞胺纖維具有較高的強度、較好的抗拉伸性能，同時具有較大的伸長和較好的韌性，能夠彌補碳纖維剛性大、韌性差的不足，但因聚酰亞胺纖維的強度、模量低于碳纖維，在不同的應力狀態下表現不一致，容易發生變形、變質，影響復合材料的可靠性和使用壽命。因此同時鋪設兩種纖維制備而成的層合板可兼具兩種纖維的優點，也可兼具兩種纖維的缺點，因兩種纖維特性的差異較大，纖維的鋪設順序、纖維方向、以及兩種纖維均勻度等均會對層合板的性能產生較大影響，有的碳纖維/聚酰亞胺復合材料層合板的韌性不足，會導致層合板在運動過程中承受沖擊時易發生脆斷，有的碳纖維/聚酰亞胺復合材料層合板的剛性不足，不能滿足鞋類，尤其是運動鞋的推進性能的需求，還有的碳纖維/聚酰亞胺復合材料層合板質量較重，不能滿足鞋底，尤其是運動鞋底輕量化的需求。
2、為至少克服上述問題，本專利技術旨在提供一種高強度、高韌性、綜合性能優異穩定的鞋用碳纖維/聚酰亞胺纖維增強樹脂復合材料層合板，并提供一種包括該層合板的鞋底構件和鞋產品，以及一種精簡高效的制備該層合板的方法。
/>技術實現思路
1、在本專利技術的第一方面，提供了一種鞋用復合材料層合板，包括多個碳纖維層和多個聚酰亞胺纖維層，相鄰的纖維層之間通過樹脂膠粘劑復合在一起，其特征在于，所述多個碳纖維層包括多個配對的相鄰碳纖維層，每一配對的碳纖維層中有一層碳纖維層的纖維相對于前后方向以順時針銳角α度鋪設，另一層碳纖維層的纖維相對于前后方向以逆時針銳角α度鋪設。本文中的前后方向以鞋底的腳趾區為前，后跟區為后，對于角度的描述，均以前后方向為0度參考軸，以相對于參考軸的順時針方向為正角度，逆時針方向為負角度。根據該方案，利用聚酰亞胺纖維來混雜碳纖維對樹脂基復合材料層合板進行層間增韌，在相鄰碳纖維層之間進行對稱角度設計，能夠有效提高層合板的韌性。
2、在一些方案中，a的數值為15-45度，在此纖維鋪設角度下，既能有效提升層合板的韌性，又能維持復合材料適宜的剛度，使鞋用復合材料層合板在提高抗沖擊性能的同時有效增強推進性。
3、在一些方案中，聚酰亞胺纖維層的纖維沿前后方向鋪設，能使層合板有較高的韌性。
4、在一些方案中，層合板中的多個聚酰亞胺纖維層互不相鄰，每一聚酰亞胺纖維層與另一聚酰亞胺纖維層之間通過碳纖維層相隔開。根據該方案，當聚酰亞胺纖維層之間被碳纖維層阻隔，相比于聚酰亞胺纖維層聚集鋪層而言，復合材料的初始斷裂位移和剛度均變大，表面材料韌性較高，彎曲、拉伸強度大且更抗變形。
5、在一些方案中，壓縮側的纖維層為聚酰亞胺纖維層。根據該方案，層合板吸能效果比壓縮側為碳纖維層的吸能效果好，且可增加材料失效時的位移和破壞應變，彌補碳纖維脆性大的缺點，提高復合材料的延伸率和韌性。
6、在一些方案中，層合板的多個聚酰亞胺纖維層包括第一聚酰亞胺纖維層和第二聚酰亞胺纖維層，第一聚酰亞胺纖維層位于壓縮側，第一聚酰亞胺纖維層和第二聚酰亞胺纖維層之間鋪設一對或兩對配對的相鄰碳纖維層，在第二聚酰亞胺纖維層的遠離第一聚酰亞胺纖維層的一側，鋪設一對配對的相鄰碳纖維層。根據該方案，層合板可實現輕質化，復合材料的延伸率和韌性增大，并維持適宜剛性，彌補碳纖維脆性大的缺點，使材料的彎曲、拉伸強度變大且更抗變形。
7、在第二方面，提供了一種鞋底構件，包括前述任一項的鞋用復合材料層合板，根據該方案，所述構件可實現輕量化，具備較高的韌性和適度的剛性，綜合性能優異，更適合用作鞋底構件。
8、在第三方面，提供了一種鞋產品，包括前述任一項的鞋底構件，根據該方案，所述鞋產品可實現輕量化，鞋底根據受力特點兼顧支撐性和快速響應，具有更好的推進性能，較高的用戶體驗。
9、在第四方面，提供了一種制備方法，用于制備前述的鞋用復合材料層合板，包括如下步驟：步驟一：鋪層，對碳纖維以及聚酰亞胺纖維預浸料進行位置及角度設計并進行鋪層，得到復合材料；步驟二：剪裁，把步驟一獲得的復合材料根據模具形狀進行裁剪；步驟三：成型，將裁剪后的復合材料放入成型模具內，根據成型條件施加壓力并加熱、保溫及冷卻后完成固化成型，得到復合材料層合板。在一些方案中，所述制備方法還包括步驟四：后處理，將成型的復合材料層合板進行打磨、清洗、噴砂、噴漆。優選地，固化溫度為110-220℃，壓力為1-3mpa，成型時間為5-30min。
10、根據該方案，利用高強高模聚酰亞胺纖維來混雜碳纖維對樹脂基復合材料層合板進行層間增韌，以解決運動鞋用碳纖維增強樹脂基復合材料層合板易脆斷、易老化、易損傷的問題，通過對纖維層的纖維進行相對于前后方向的角度設計、控制不同纖維層的鋪層順序、控制纖維鋪設的均勻性來實現層合板的輕量化，使層合板具備適宜的韌性和剛性，改善層合板的綜合性能，制備一種強度高、韌性強且輕質的聚酰亞胺纖維/碳纖維混雜增強樹脂基復合材料層合板，進而提高了該鞋用層合板整體的使用壽命。
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【技術保護點】
1.一種鞋用復合材料層合板，包括多個碳纖維層和多個聚酰亞胺纖維層，相鄰的纖維層之間通過樹脂膠粘劑復合在一起，其特征在于，所述多個碳纖維層包括多個配對的相鄰碳纖維層，每一配對的碳纖維層中有一層碳纖維層的纖維相對于前后方向以順時針銳角α度鋪設，另一層碳纖維層的纖維相對于前后方向以逆時針銳角α度鋪設。
2.根據權利要求1所述的鞋用復合材料層合板，其特征在于，α的數值為15-45度。
3.根據權利要求1所述的鞋用復合材料層合板，其特征在于，聚酰亞胺纖維層的纖維沿前后方向鋪設。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的鞋用復合材料層合板，其特征在于，所述多個聚酰亞胺纖維層互不相鄰，每一聚酰亞胺纖維層與另一聚酰亞胺纖維層之間通過碳纖維層相隔開。
5.根據權利要求4所述的鞋用復合材料層合板，其特征在于，壓縮側的纖維層為聚酰亞胺纖維層。
6.根據權利要求4所述的鞋用復合材料層合板，其特征在于，所述多個聚酰亞胺纖維層包括第一聚酰亞胺纖維層和第二聚酰亞胺纖維層，第一聚酰亞胺纖維層位于壓縮側，第一聚酰亞胺纖維層和第二聚酰亞胺纖維層之間鋪設一對或兩對配對的相鄰碳纖維層，第二聚酰亞胺纖維層的遠離第一聚酰亞胺纖維層的一側，鋪設一對配對的相鄰碳纖維層。
7.一種鞋底構件，包括權利要求1-6所述的鞋用復合材料層合板。
8.一種鞋產品，包括權利要求7所述的鞋底構件。
9.一種制備方法，用于制備權利要求1-6任一項所述的鞋用復合材料層合板，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，還包括
11.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，固化溫度為110-220℃，壓力為1-3MPa，成型時間為5-30min。
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【技術特征摘要】
1.一種鞋用復合材料層合板，包括多個碳纖維層和多個聚酰亞胺纖維層，相鄰的纖維層之間通過樹脂膠粘劑復合在一起，其特征在于，所述多個碳纖維層包括多個配對的相鄰碳纖維層，每一配對的碳纖維層中有一層碳纖維層的纖維相對于前后方向以順時針銳角α度鋪設，另一層碳纖維層的纖維相對于前后方向以逆時針銳角α度鋪設。
2.根據權利要求1所述的鞋用復合材料層合板，其特征在于，α的數值為15-45度。
3.根據權利要求1所述的鞋用復合材料層合板，其特征在于，聚酰亞胺纖維層的纖維沿前后方向鋪設。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的鞋用復合材料層合板，其特征在于，所述多個聚酰亞胺纖維層互不相鄰，每一聚酰亞胺纖維層與另一聚酰亞胺纖維層之間通過碳纖維層相隔開。
5.根據權利要求4所述的鞋用復合材料層合板，其特征在于，壓縮側的纖維層為聚酰亞胺纖維層。...
【專利技術屬性】
技術研發人員：林敏清，蔡宇輝，周鑒澄，雷振華，劉洋，李匡，
申請(專利權)人：特步中國有限公司，
類型：發明
國別省市：
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