[發明專利]一種帶導流層的層間增強纖維復合材料及其制造方法

在審

• 申請號: 201610093554.X
• 申請日: 2016-02-19
• 公開（公告）號: CN105711214A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 梅天誠
• 申請（專利權）人: 蘇州振瑞昌材料科技有限公司
• 主分類號: B32B27/12
• 分類號: B32B27/12;B32B5/06;B32B5/26;B32B17/04;B32B37/00;B32B5/10;B32B5/08;B32B5/02
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 楊帆

技術領域

本發明涉及增強材料領域，具體涉及一種層間增強纖維復合材料及其 制造方法，更具體地，設計一種適用于拉擠成型工藝的層間增強纖維預織 件及其制造方法。

背景技術

以玻璃纖維為增強材料的玻璃鋼具有輕質高強、耐腐防滲、隔熱吸音、 耐低溫等綜合優點，在建筑領域被大量利用，已經應用到綠色工業建筑、 工業節能門窗、商場、體育館、展覽館，其應用產品主要為屋面板、采光 帶、隔斷板、墻板、地板、工業型材等。拉擠成型工藝是一種應用于建筑 復合材料的主要成型工藝，其基本工藝過程是，纖維增強材料，在外力的 牽引下，經浸膠、預成型模板導向、熱模固化，得到型材制品，并按使用 要求切成一定長度的過程。

在拉擠成型工藝中，應用最多的是玻璃纖維無捻粗紗、玻璃纖維連續 氈及玻璃纖維表面氈等。這種成型工藝制備的復合材料，不僅具有良好的 力學性能，而且可以連續化生產，已經廣泛應用于玻璃鋼等復合材料的生 產與制造。然而這種復合材料具有各向異性，易出現層間分層，使其層間 剪切強度明顯下降。如何提高拉擠工藝成型板材的層間剪切強度是目前急 需解決的難題。

通過三維編織以及縫合技術，雖然完美的解決復合材料的層間剪切強 度與斷裂韌性問題，但是對設備的要求高，而且成本昂貴，僅限于航空航 天等高端領域。對于建筑等民用領域來說，其復雜的結構和高昂的制造成 本，限制了該技術的發展。

此外，隨著現代工業的發展，拉擠成型的復合材料越來越大型化，不 僅厚度明顯增加，而且尺寸也大幅提升。因此在拉擠成型加工過程中，由 于纖維預制件的厚度較大，且各向異性，樹脂很難均勻浸透纖維預織件， 容易造成拉擠成型后復合材料的缺膠等缺陷。

因此，在現有的玻璃鋼復合材料中，如何在降低成本的同時提高纖維 增強復合材料的層間剪切結構，且保證樹脂能夠均勻浸透纖維預織件，是 目前建筑用纖維增強復合材料領域急需解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服前述技術存在的上述缺陷，提供 一種適用于拉擠成型工藝的帶導流層的層間增強纖維預織件及其制造方 法，使得既能夠在降低成本的同時增加復合材料的層間剪切強度，又可以 保證樹脂能夠均勻浸透纖維預織件。

為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案如下：

一種帶導流層的層間增強纖維復合材料，包括層間增強的纖維預織件 和基體樹脂，所述層間增強的纖維預織件包含層鋪好的玻璃氈、導流層纖 維布和層間連續纖維，其中，所述導流層纖維布位于所述層鋪好的玻璃氈 的中間層位置，所述層鋪好的玻璃氈和所述導流層纖維布通過所述層間連 續纖維縫合在一起。

進一步地，所述導流層纖維布根據所述層間增強的纖維預織件的厚度 變化靈活設置為1-3層。

進一步地，所述導流層纖維布為聚烯烴纖維單向布。

進一步地，所述導流層纖維布為聚丙烯纖維單向布。

進一步地，所述導流層纖維布為碳纖維單向布或高分子量聚烯烴網格 布。

進一步地，所述玻璃氈為純玻璃纖維與短切玻璃纖維的混織物。

進一步地，所述玻璃氈為玻璃纖維、玄武巖纖維以及碳纖維的混織物。

進一步地，所述層間連續纖維采用高強玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖 維。

進一步地，所述基體樹脂是不飽和樹脂、乙烯基樹脂以及酚醛樹脂中 的一種或幾種。

同時，本發明還提供了一種如上所述的層間增強纖維復合材料的制造 方法，先將玻璃氈進行層鋪，再將導流層纖維布加入層鋪好的玻璃氈的中 間層位置，然后運用縫紉技術，通過層間連續纖維將所述層鋪好的玻璃氈 和所述導流層纖維布縫合在一起，再利用基體樹脂將縫合后的玻璃氈通過 拉擠工藝成型，即可制得所述層間增強纖維復合材料。

本發明與現有技術相比具有如下顯著的優點和有益效果：

1.本發明預織件采用了具有增強作用的纖維布作為導流層，在樹脂浸 漬過程中，能夠均勻浸透纖維氈，使獲得的復合材料性能穩定。

2.由于預織件采用了玻璃氈等連續纖維氈進行層鋪，運用的縫紉技術 設備簡單，易于操作，且可以連續化生產，制備的層間增強預織件的成本 不會增加太高。

3.通過拉擠成型工藝由本發明的層間增強的纖維預織件制得的復合 材料，相對于傳統的拉擠成型的復合材料，其力學性能明顯提高，層間剪 切強度提高50％以上。

附圖說明