[發明專利]碳纖維/玻璃纖維復合材料制作過程中廢棄邊角料的應用及其制品

無效

• 申請號: 200710028040.7
• 申請日: 2007-05-16
• 公開（公告）號: CN101062595A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 陳錦松
• 申請（專利權）人: 陳錦松
• 主分類號: B29C70/40
• 分類號: B29C70/40;B29C70/10;B29B17/00;B32B27/00
• 代理公司: 東莞市新南方專利商標事務所
• 代理人: 王敏

技術領域：

本發明涉及碳纖維/玻璃纖維復合材料技術領域，特指一種碳纖維/玻璃纖維復合材料制作過程中廢棄邊角料的應用、應用方法及其制品。

背景技術：

隨著材料技術領域的飛速發展，一種新的密度小的復合材料如碳纖維、玻璃纖維等相繼出現。碳纖維/玻璃纖維復合材料經過固化處理后，可獲得很高的強度，既可以作為一種保護材料覆于物體表面，同時也可以從整體上代替單一的金屬材料而應用于很多領域，比如在制造管件、殼體等型材領域中。在現有采用碳纖維復合材料制造管件、殼體等過程中，一般是完全采用正規的碳纖維/玻璃纖維復合材料，即直接用碳纖維復合材料卷制成管狀或壓合成片狀。

正規碳纖維/玻璃纖維紗片的纖維方向為同向分布，性能各向異性，而在某些領域，需要纖維方向呈異向分布、性能各向同性的纖維紗片，現有的制作上述纖維方向異向分布、性能各向同性的纖維紗片，是采用纖維方向單一的纖維進行角度交叉的排列(如圖1所示)，其不但制作過程比較麻煩，而且正規的碳纖維/玻璃纖維復合材料紗片價格昂貴，成本高。

另一方面，在現有制作碳纖維/玻璃纖維復合材料制作過程中，由于裁剪產生的邊角料，難以處理，都作為廢料直接拋棄，不但造成材料的極大浪費，更成為污染環境的環境殺手。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種碳纖維/玻璃纖維復合材料制作過程中廢棄邊角料的應用方法和通過該方法制得的具有特殊性能的片材以及利用該片材制作的產品。

本發明采用的技術方案是：碳纖維/玻璃纖維復合材料制作中廢棄邊角料的應用，所述的邊角料系由碳纖維/玻璃纖維預浸材經過裁剪成規則形狀型材后的剩余料，將所述的邊角料加以回收利用制作成纖維方向隨機分散的新型碳纖維/玻璃纖維復合片材，且其通過如下方法加以利用：

A.將所述的邊角料隨機粘合成混合體；

B.將所述的混合體裁切成小塊狀；

C.將所述的小塊狀混合體浸泡于樹脂，攪拌均勻后靜置；

D.對浸泡好的混合材料進行分散使碳纖維異向；

E.將捏合好的混合材料取出干燥一段時間；

F.最后取一定量的干燥材料壓制得纖維方向隨機分散的新型碳纖維/玻璃纖維復合片材。

所述的步驟A中混合體的較佳厚度為0.5mm～4mm。

所述的步驟B中裁剪的小塊狀混合體的較佳規格約為：1cm×1cm～5cm×5cm。其目的是使混合體中的碳纖維/玻璃纖維進一步縮短、均勻，并便于后一步的浸泡樹脂的工序。

所述的步驟C中采用的樹脂有環氧樹脂等，所浸泡的邊角料混合體與所需樹脂的用量的重量比為1∶0.8～1∶2，較佳的比例為1∶1。

所述步驟D中采用的分散設備可以是捏合機，即將浸泡好的混合材料倒入捏合機中進行反復捏合，捏合時間1～4小時。

所述的步驟E中干燥是在40℃～100℃時烘烤5～60分鐘。

按上述方法制得的新型碳纖維/玻璃纖維復合片材，纖維分布呈無序性，即纖維方向為異向分布，性能為各向同性。

采用上述的新型碳纖維/玻璃纖維復合片材所制得的型材，至少包括呈層疊狀疊合的異向纖維層和同向纖維層，其中異向纖維層是由若干片纖維方向呈無序性的新型碳纖維/玻璃纖維復合片材壓合而成，而同向纖維層是由若干片纖維方向呈單一方向的纖維紗片交錯壓合而成。即將纖維方向呈無序性分布的新型的碳纖維/玻璃纖維復合片材與單一方向的常用碳纖維/玻璃纖維復合片材通過疊合的方式組合，制作成新的型材，比如管體、殼體、片材等。其疊合方式有多種，如兩異向纖維層之間設一層同向纖維層或者兩同向纖維層之間設一異向纖維層或以此類推的其他方式等。

于所述的型材中設有加強膜。該加強膜可以是金屬或非金屬的網狀或非網狀的加強膜。其可以設置在同向纖維層與異向纖維層之間，也可以設置在同一纖維層的片與片之間。

通過本發明所述的利用方法，將現有碳纖維復/玻璃纖維合材料制作過程中產生的廢棄邊角料加以回收利用，減少了材料的浪費，節約了成本，更重要的是解決了該廢棄材料對環境的污染問題，同時，利用邊角料制作的新型碳纖維/玻璃纖維復合片材，纖維方向呈無序性異向分布，使其物理性能為各向同性，因此可滿足很多領域的材料要求。

附圖說明：

圖1現有碳纖維/玻璃纖維復合紗片纖維分布示意圖；

圖2是本發明碳纖維/玻璃纖維復合材料邊角料的應用原理框圖；

圖3是利用本發明應用方法制得的新型碳纖維/玻璃纖維復合材料纖維分布示意圖。

具體實施方式：