[發(fā)明專利]一種碳纖維和玻璃纖維混合拉擠材料、生產(chǎn)方法及制品

在審

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• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN111976172A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張健侃;張巖;王運(yùn)明;趙峰
• 申請（專利權(quán)）人: 振石集團(tuán)華智研究院（浙江）有限公司
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52;B29C70/54;C08L63/00;C08L101/00;C08K7/06;C08K7/14;C08J5/04
• 代理公司: 北京名華博信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11453
• 代理人: 苗源

本發(fā)明公開了一種碳纖維和玻璃纖維混合拉擠材料、生產(chǎn)方法及制品，其中，生產(chǎn)方法包括以下步驟：牽引按照預(yù)定規(guī)則排列的碳纖維和玻璃纖維進(jìn)入浸膠槽，將碳纖維與玻璃纖維浸潤在浸膠槽的樹脂中；牽引碳纖維和玻璃纖維穿過瀝膠格柵的柵格瀝去碳纖維和玻璃纖維表面多余的樹脂；牽引碳纖維和玻璃纖維穿過第一預(yù)成型板，第一預(yù)成型板上開設(shè)有具有預(yù)定形狀的第一預(yù)成型孔，第一預(yù)成型孔將碳纖維和玻璃纖維擠壓成第一預(yù)定形狀的碳纖維?玻璃纖維結(jié)構(gòu)；牽引第一預(yù)定形狀的碳纖維?玻璃纖維結(jié)構(gòu)進(jìn)入拉擠模具。本申請的碳纖維和玻璃纖維混合拉擠材料具備碳纖維部分優(yōu)良的力學(xué)性能，碳纖維和玻璃纖維良好兼容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及拉擠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳纖維和玻璃纖維混合拉擠材料、生產(chǎn)方法及制品。

背景技術(shù)

目前拉擠成型工藝所用的增強(qiáng)材料主要為碳纖維、玻璃纖維等類型，成型方式多數(shù)采用單一增強(qiáng)材料來生產(chǎn)制品，僅發(fā)揮了其材料本身的優(yōu)勢，且兩種材料的性能和成本差距很大。純碳纖維拉擠材料或制品力學(xué)性能優(yōu)異，特別是模量和抗疲勞性能方面表現(xiàn)出色，拉伸模量和疲勞M值是普通玻璃纖維2倍以上。但碳纖維價(jià)格昂貴，是普通玻纖的十幾倍以上，拉擠而成的制品價(jià)格也相對很高；而相對于普通純玻纖拉擠材料或制品，在拉伸和疲勞上改進(jìn)和提升都相當(dāng)困難；這就造成了兩種材料在性能和價(jià)格上的兩個極端，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和選型，特別是在風(fēng)能上葉片的設(shè)計(jì)、選型和使用上都存在了一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種碳纖維和玻璃纖維混合拉擠材料及其生產(chǎn)方法，生產(chǎn)方法拉擠得到的碳纖維-玻璃纖維的復(fù)合拉擠材料縮小了兩種增強(qiáng)材料在性能和成本上的差距，既能發(fā)揮其本身材料的優(yōu)勢，同時又可以很好的兼容。

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種碳纖維和玻璃纖維混合拉擠材料，包括碳纖維、玻璃纖維以及樹脂，以體積百分比計(jì)，碳纖維和玻璃纖維總含量為拉擠材料的50％～75％，碳纖維的含量為碳纖維和玻璃纖維總含量的10％以上。

可選擇地，碳纖維聚集分布在預(yù)定區(qū)域或均勻分布在玻璃纖維中。

可選擇地，碳纖維形成碳纖維框架，玻璃纖維包覆在碳纖維框架中。

根據(jù)本申請的另一個方面，提供了一種碳纖維和玻璃纖維混合拉擠材料的生產(chǎn)方法，在碳纖維和玻璃纖維拉擠材料的拉擠系統(tǒng)中進(jìn)行，拉擠系統(tǒng)包括紗架、浸膠槽、瀝膠格柵、第一預(yù)成型板和拉擠模具；生產(chǎn)方法包括以下步驟：S1牽引按照預(yù)定規(guī)則排列的碳纖維和玻璃纖維進(jìn)入浸膠槽，將碳纖維與玻璃纖維浸潤在浸膠槽的樹脂中；S2牽引碳纖維和玻璃纖維穿過瀝膠格柵的柵格瀝去碳纖維和玻璃纖維表面多余的樹脂；S3牽引碳纖維和玻璃纖維穿過第一預(yù)成型板，第一預(yù)成型板上開設(shè)有具有預(yù)定形狀的第一預(yù)成型孔，第一預(yù)成型孔將碳纖維和玻璃纖維擠壓成第一預(yù)定形狀的碳纖維-玻璃纖維結(jié)構(gòu)；S4牽引第一預(yù)定形狀的碳纖維-玻璃纖維結(jié)構(gòu)進(jìn)入拉擠模具中，第一預(yù)定形狀的碳纖維-玻璃纖維結(jié)構(gòu)經(jīng)過拉擠模具的溫度依次升高的第一加熱區(qū)、第二加熱區(qū)、第三加熱區(qū)固化成型，從拉擠模具中拉出得到碳纖維和玻璃纖維混合的拉擠材料；其中，牽引碳纖維和玻璃纖維的牽引速度為0.2-2m/min。

可選擇地，生產(chǎn)系統(tǒng)還包括設(shè)置在紗架和浸膠槽之間的中間孔板，中間孔板包括多個通孔；浸膠槽的第一端壁包括第一穿紗板，第一穿紗板包括多個第一孔；第二端壁包括第二穿紗板，浸膠槽的第二穿紗板包括多個第二孔；步驟S1中包括步驟如下：S11將碳纖維和玻璃纖維按照預(yù)定規(guī)則排列在紗架上，碳纖維聚集分布在預(yù)定區(qū)域或均勻分布在玻璃纖維之間；S12牽引碳纖維和玻璃纖維按照預(yù)定規(guī)則穿過中間孔板的通孔，每個通孔穿過預(yù)定根數(shù)的碳纖維和/或玻璃纖維；S13牽引碳纖維和玻璃纖維按照預(yù)定規(guī)則穿過浸膠槽的第一穿紗板的第一孔；S14牽引碳纖維和玻璃纖維按照預(yù)定規(guī)則從浸膠槽中穿過，再牽引碳纖維和玻璃纖維從浸膠槽的第二穿紗板的第二孔穿出浸膠槽；碳纖維穿過中間孔板再穿過浸膠槽的第一穿紗板的穿紗路線為直線；玻璃纖維穿過中間孔板再穿過浸膠槽的第一穿紗板進(jìn)入浸膠槽的穿紗路線為直線。