[發(fā)明專利]基于膨體紗改性的碳-玻混拉板及其生產(chǎn)工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210004895.0
• 申請日: 2022-01-05
• 公開（公告）號: CN114347502A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉洪剛;焦兵;汪新;趙中原;陳然
• 申請（專利權(quán)）人: 泰山玻璃纖維有限公司
• 主分類號: B29C70/08
• 分類號: B29C70/08;B29C70/52;B32B9/00;B32B9/04;B32B17/02;B32B3/04;C08K7/06;C08K7/14;C08L63/00
• 代理公司: 淄博啟智達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 37280
• 代理人: 王燕

本發(fā)明屬于混合拉擠板制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于膨體紗改性的碳?玻混拉板及其生產(chǎn)工藝。包括碳纖維區(qū)和玻璃纖維區(qū)，玻璃纖維區(qū)包裹碳纖維區(qū)，碳纖維區(qū)和玻璃纖維區(qū)的界面連接處設(shè)置有膨體紗，且膨體紗的纖維延伸至碳纖維區(qū)和玻璃纖區(qū)內(nèi)部，本發(fā)明同時提供其生產(chǎn)工藝。本發(fā)明通過將在碳纖維和玻璃纖維界面連接處的一圈纖維替換成膨體紗，改善碳?玻混拉板中碳纖維與玻璃纖維結(jié)合面的連接能力，提高了碳?玻混拉板的90度拉伸性能、層間剪切性能、V型剪切性能和彎曲強度。本發(fā)明方法簡單，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于混合拉擠板制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于膨體紗改性的碳-玻混拉板及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

隨著復(fù)合材料行業(yè)的發(fā)展，玻璃纖維-碳纖維混雜纖維復(fù)合材料成為新興的強韌性結(jié)構(gòu)材料，目前應(yīng)用在風(fēng)電葉片、橋梁加固、壓縮天然氣瓶(航天航空)及固體火箭發(fā)動機殼體等宇航結(jié)構(gòu)件，使產(chǎn)品實現(xiàn)了高模量、高韌性、低造價、低重量的優(yōu)點。碳纖維-玻璃纖維混雜纖維拉擠板(碳-玻混拉板)是一種由玻璃纖維、碳纖維和樹脂采用拉擠工藝制作而成的三元復(fù)合材料。隨著碳-玻混拉板的使用越來越廣泛，對其力學(xué)性能的要求也越來越高。

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。但碳纖維價格昂貴，是普通玻纖的十幾倍以上，拉擠而成的制品價格也相對很高；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。碳纖維的力學(xué)性能總體上要優(yōu)于玻璃纖維，但是生產(chǎn)成本高，不利于廣泛使用。碳-玻混拉板在保證力學(xué)性能優(yōu)異的同時，兼顧了經(jīng)濟性，但在不同纖維連接界面是其力學(xué)性能薄弱的地方。

中國專利CN111976072公開一種碳纖維和玻璃纖維混合拉擠材料、生產(chǎn)方法及制品。其中公開了碳纖維和玻璃纖維混合拉擠材料的生產(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。該專利得到的碳纖維和玻璃纖維混合拉擠材料的兩種纖維結(jié)合面的力學(xué)性能相對較差。

因此，亟需提供一種能夠改善碳-玻混拉板中兩種纖維結(jié)合面的力學(xué)性能的碳-玻混拉板的生產(chǎn)工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于膨體紗改性的碳-玻混拉板，通過將碳纖維區(qū)和玻璃纖維區(qū)界面連接處的一圈纖維替換成膨體紗，提高了碳-玻混拉板的90度拉伸性能、層間剪切性能、V型剪切性能和彎曲強度，本發(fā)明同時提供其生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明所述的基于膨體紗改性的碳-玻混拉板，包括碳纖維區(qū)和玻璃纖維區(qū)，玻璃纖維區(qū)包裹碳纖維區(qū)，碳纖維區(qū)和玻璃纖維區(qū)的界面連接處設(shè)置有膨體紗，且膨體紗的纖維延伸至碳纖維區(qū)和玻璃纖區(qū)內(nèi)部。

所述的膨體紗為玻璃纖維紗線或碳纖維紗線。

本發(fā)明所述的基于膨體紗改性的碳-玻混拉板的生產(chǎn)工藝：將碳纖維、膨體紗和玻璃纖維按照預(yù)定截面形狀排列通過導(dǎo)線板，進(jìn)入膠槽中進(jìn)行浸膠；浸膠后的紗線通過入口分成預(yù)定截面的預(yù)成型模具進(jìn)行預(yù)成型，再與脫模布進(jìn)入成型模具進(jìn)行成型，之后經(jīng)加熱固化、牽引得到基于膨體紗改性的碳-玻混拉板。

其中：

所述的碳纖維、膨體紗和玻璃纖維的質(zhì)量比為(5-20):(1-10):(10-50)。

所述的膠槽中浸漬膠液為環(huán)氧樹脂，浸漬膠液的粘度為1000-3000cps。