[發明專利]具有竹節結構的復合材料管的制備方法

有效

• 申請號: 200710173125.4
• 申請日: 2007-12-26
• 公開（公告）號: CN101214729A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 余木火;曹建;袁象愷;畢紅燕;謝偉煒;孫元榮;張晴楠
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B29C70/28
• 分類號: B29C70/28;B29C70/54;B29C70/26;B29K63/00;B29K277/00;B29L23/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬復合材料管制備領域，特別是涉及具有竹節結構的復合材料管的制備方法。

背景技術

復合材料管從出現到現在大約已經50多年了，現在已經廣泛的應用在許多領域。近年來的發展速度明顯加快。據報道1996年至2005年，西歐復合材料管的年增長率達10％以上，2005年的市場需求量達到6.9萬噸。隨著世界各國復合材料管市場的迅速擴大，也提出了一系列更高的性能要求，促使世界上知名的各大型復合材料管生產企業加大新產品開發的投資力度，加強了研究開發力量，取得了某些突破性進展。如美國的AMOCO公司獲得UTC公司的專利使用權，采用定長纏繞方式發展復合材料夾沙管，在復合材料夾沙管歷史上具有標志性。CN1115269專利描述了以硼纖維樹脂條帶及鋁箔為鋪層材料，用真空除膠技術除去硼纖維樹脂條帶中的樹脂，再輔以熱等靜壓方法將鋪設好的硼纖維與鋁箔固結成一體，得到硼鋁復合材料管的方法。CN2175339專利描述了由UPVC管內襯層、PVC管中夾層、玻璃鋼管外壁增強層構成的一種夾層復合材料管的方法。CN2417996專利描述了包含有一呈長管狀的內圈層，內圈層是由纖維復合材料的纖維束纏繞成型，其外側包覆有外圈層，外圈層是由至少一種纖維復合材料的纖維片層卷包成型的一種纖維復合材料管件的改良結構的方法。總之對復合材料管進行改進無疑可以增加它的應用價值和應用范圍。而在很多的應用領域，復合材料管的抗壓，抗彎曲程度無疑是有要求的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有竹節結構的復合材料管的制備方法，該復合材料管具有剛性好、強度高、工藝簡單等特點，可以大大提高其抗壓，抗彎性能，可以在航空航天等領域起到積極的作用。

本發明的具有竹節結構的復合材料管的制備方法，包括下列步驟：

(1)將增強材料中心打孔后穿入不銹鋼棒，并以一定的間隔等距離排列好增強材料，然后用石膏做成石膏棒，用車床削刀進行加工成圓形，使石膏部分的厚度與增強材料一樣，都為同樣直徑的外圓，晾干，在石膏部分包上脫模紙，制成復合材料管使用的芯模；

(2)按重量比為100∶40配制環氧樹脂和固化劑的混合物；

(3)芯模在纏繞設備上利用混合物進行濕法纏繞后，固化，脫模，即得具有竹節結構的新型復合材料管。

所述不銹鋼棒的直徑8mm，長為1米；

所述增強材料是圓片狀的尼龍切片材料

所述的一定的等距離間隔是間距為5-15cm；

所述同樣直徑的外圓是都為30mm的外圓；

所述環氧樹脂是環氧樹脂618(雙酚A二縮水甘油醚E51型)；

所述固化劑是固化劑5784(上海樹脂廠)；

所述的固化后脫模可以通過兩種方法解決：事先在增強材料的圓面上穿幾個小孔，待復合材料管固化后取出不銹鋼棒，然后用細的剛棒穿過小孔將石膏搗碎即可；將穿不銹鋼棒的孔打的大一些，待復合材料管固化后取出不銹鋼棒，然后用鉆頭進入旋轉將石膏削碎即可。

本發明的有益效果：

(1)芯模的制作方法比較獨特，設備及工藝簡單，成本低，且可以進行小規模化的生產；

(2)相比普通的復合材料管材，制得的新型復合材料管具有更高的強度和剛度，能夠進一步滿足工業和生產的更高要求。

附圖說明

圖1是本發明復合材料管的外觀圖；

圖2是本發明復合材料管的內部結構圖；

圖3是本發明的螺旋纏繞45°、4層所得的加尼龍節的新型復合材料管和沒有加尼龍節的同樣工藝的復合材料管的剛度比較圖，其中B為加尼龍節的復材管，C為沒有加尼龍節的復材管；

圖4是本發明的螺旋纏繞55°、4層所得的加尼龍節的新型復合材料管和沒有加尼龍節的同樣工藝的復合材料管的剛度比較圖，其中E為加尼龍節的復材管，D為沒有加尼龍節的復材管；

圖5是本發明的螺旋纏繞65°、4層所得的加尼龍節的新型復合材料管和沒有加尼龍節的同樣工藝的復合材料管的剛度比較圖，其中G為加尼龍節的復材管，F為沒有加尼龍節的復材管；

圖6是懸臂梁法彎曲實驗法的示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1