[發(fā)明專利]一種碳纖維復(fù)合工字鋼的生產(chǎn)工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610209988.1
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105729832A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程傳昌
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽冠廷科技有限公司
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52;C08L101/02;C08K7/06;C08K5/07;C08K5/13
• 代理公司: 安徽信拓律師事務(wù)所 34117
• 代理人: 婁爾玉

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及碳纖維復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維復(fù)合工字鋼的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

碳纖維，是一種含碳量在95％以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。

而現(xiàn)有技術(shù)中完全使用碳纖維材料雖然性能非常優(yōu)異，但是由于其昂貴的價格，在一些領(lǐng)域適用性并不很強。因此出現(xiàn)了碳纖維材料復(fù)合材料，具有較高的優(yōu)異性能且價格也相對碳纖維材料也較為便宜，實用性更高?，F(xiàn)有的型材領(lǐng)域使用碳纖維材料復(fù)合材料比較少，與其成型的工藝較為復(fù)雜有關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供一種價格便宜、節(jié)能環(huán)保，便于生產(chǎn)控制，品質(zhì)高的碳纖維復(fù)合型材的生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種碳纖維復(fù)合工字鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于：包括以下步驟，

1)、準(zhǔn)備材料，5束以上的碳纖維絲材料、不飽和樹脂、催化劑、顏料和穩(wěn)定劑；

2)、熔融，將不飽和樹脂加熱到55～65℃軟化25～35分鐘，然后加入顏料充分?jǐn)嚢杌旌?，再將溫度升高?5～85℃保溫10～30分鐘；

3)、浸入，將不飽和樹脂溫度升高至100～110℃，先加入穩(wěn)定劑再催化劑并分別充分混合，將碳纖維絲材料端側(cè)排列成工字型輸送并浸入到不飽和樹脂中緩慢通過；

4)、擠出，將浸入后的碳纖維絲材料通過工字鋼型材擠出模具擠出工字鋼型材，并將溫度加熱到130～140℃進(jìn)行固化變硬；

5)、冷卻，將工字鋼型材的溫度冷卻到常溫。

所述的不飽和樹脂為熱固性樹脂。

所述的催化劑包括氫化銅、氫氧化鋇和三乙醇胺，氫化銅、氫氧化鋇和三乙醇胺的比例為1﹕0.5﹕1。

所述的穩(wěn)定劑為丁二酮和咖啡酸的混合物，丁二酮和咖啡酸的比例為20～30﹕1。

所述的冷卻為風(fēng)冷、水冷和自然冷卻的一種或多種。

本發(fā)明在不飽和樹脂熔融到進(jìn)入的過程中進(jìn)行了間歇的分過程加熱的方式，先進(jìn)行了軟化處理，此時不飽和樹脂依然為固體，然后再進(jìn)行加熱，使得不飽和樹脂開始進(jìn)入熔融的狀態(tài)，然后進(jìn)一步提高溫度然后浸入碳纖維材料，浸入時的不飽和樹脂為流體，而且要保持具有較高的粘性。因此在保持不飽和樹脂為流體時的粘稠度非常重要，溫度過高過低都會影響其粘稠度，使得不飽和樹脂與碳纖維材料不能很好的復(fù)合。本發(fā)明間歇的分過程加熱的方式，能夠更好的控制樹脂熔融的過程，較好保證不飽和樹脂的熔融狀態(tài)，使得不飽和樹脂與碳纖維材料在特定的條件下進(jìn)行復(fù)合。

本發(fā)明還在材料生產(chǎn)的過程加入了穩(wěn)定劑和催化劑，本發(fā)明中的穩(wěn)定劑可以起到穩(wěn)定不飽和樹脂融融狀態(tài)的穩(wěn)定性，即保持熔融狀態(tài)下不飽和樹脂的粘稠度，加入催化劑具有一定的固化作用，便于下一步的進(jìn)行擠出的工藝，有利于型材擠出后固化快速變硬。而先加入穩(wěn)定劑再加入催化劑是防止催化劑對穩(wěn)定劑進(jìn)行過多的干擾，使得穩(wěn)定劑具有更好穩(wěn)定性能，本發(fā)明在加入催化劑后立即進(jìn)行擠出的工藝。

本發(fā)明的穩(wěn)定劑和催化劑都為混合復(fù)合型穩(wěn)定劑和催化劑，相較于傳統(tǒng)的穩(wěn)定劑和催化劑具有更好的性能。

本發(fā)明中一般使用熱固性樹脂，有利于成型結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的型材，而且對于加熱固化以后不再可逆，成為既不溶解，又不熔化，加工成型材更為合適。

本發(fā)明碳纖維材料在工字鋼型材內(nèi)分布均勻，工字鋼型材的強度高。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品價格便宜、節(jié)能環(huán)保，便于生產(chǎn)控制，產(chǎn)品品質(zhì)高。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)的工字綱結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式：

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作新特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

一種碳纖維復(fù)合工字鋼的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟，

1)、準(zhǔn)備材料，6束的碳纖維絲材料、不飽和樹脂、催化劑、顏料和穩(wěn)定劑；

2)、熔融，將不飽和樹脂加熱到60℃軟化30分鐘，然后加入顏料充分?jǐn)嚢杌旌希賹囟壬叩?0℃保溫20分鐘；