纤维增强复合材料的布筋结构及工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种纤维增强复合材料的布筋结构及工艺，一种纤维增强复合材料，该材料通过在未固化的树脂胶液层内进行玻璃纤维布筋，依次逐层铺设玻璃纤维丝散丝层、玻璃纤维丝直拉丝层和玻璃纤维网格布层，然后对树脂胶液固化得到。其中散丝起到填充作用，直拉丝用于增加纵向强度，网格布用于分散受力，使其更为均衡，增加总体强度，减少自重，节省成本。

【技术实现步骤摘要】
纤维增强复合材料的布筋结构及工艺
本专利技术属于新材料
，具体涉及一种纤维增强复合材料的布筋结构及工艺。
技术介绍
纤维增强复合材料(简称FRP)是由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，与基体材料经过缠绕，模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。根据增强材料的不同，常见的纤维增强复合材料分为玻璃纤维增强复合材料，碳纤维增强复合材料以及芳纶纤维增强复合材料。玻璃纤维增强塑料，又称为玻璃钢，采用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体得到，具有轻质高强、耐腐蚀、绝缘性能好，导热率低可设计性能好等优点，其生产工艺为拉挤工艺，布筋结构单一，一般采用直拉丝布筋。受力不均，容易横向断裂，为了避免该情况的发生，一般采用加强玻璃钢厚度的措施，增加了产品自重和成本。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种纤维增强复合材料的布筋结构及工艺，其结构设计合理，产品受力均匀，自重轻，成本低。本专利技术所采取的技术方案是，一种纤维增强复合材料，该材料通过在未固化的树脂胶液层内进行玻璃纤维布筋，依次逐层铺设玻璃纤维丝散丝层、玻璃纤维丝直拉丝层和玻璃纤维网格布层，经外力浸胶，最后对树脂胶液固化得到。进一步地，所述玻璃纤维丝散丝层、玻璃纤维丝直拉丝层和玻璃纤维网格布层的重量比为20-35:10-20:4-10。进一步地，所述所述玻璃纤维丝散丝层、玻璃纤维丝直拉丝层和玻璃纤维网格布层的重量比为28:15:7。进一步地，所述玻璃纤维丝散丝层的散丝长度为50-60mm。进一步地，所述纤维增强复合材料需加强部位的玻璃纤维丝直拉丝层与网格布层之间铺设有钢丝层，钢丝铺设前经过表面粗糙化处理。进一步地，所述玻璃纤维网格布中部分或全部玻璃纤维替换为碳纤维。进一步地，所述玻璃纤维丝散丝、玻璃纤维丝直拉丝及玻璃纤维网格布的总量与树脂胶液的质量比为35-65:65-35。进一步地，所述的树脂胶液中包括的树脂、固化剂和催化剂。本专利技术还涉及所述纤维增强复合材料制备工艺，将树脂胶液进行铺胶，然后在树脂胶液上依次逐层铺设玻璃纤维丝散丝层、玻璃纤维丝直拉丝层和玻璃纤维网格布层，经外力浸胶，最后进行加温固化成型。本专利技术还涉及所述材料在檩条、防腐瓦、防腐水槽、防腐管道、保温隔热管道外侧防护层或者其他具有耐高温、防腐及增加强度要求的装置中的应用。本专利技术具有以下有益效果：1、在未固化的树脂胶液内进行玻璃纤维布筋时，采用玻璃纤维丝散丝层、玻璃纤维丝直拉丝层和玻璃纤维网格布层按顺序进行铺设，固化后得到的产品受力均匀，自重轻，成本低。2、玻璃纤维布筋时，通过铺设散丝层起到填充作用，形成纵横交错的形态，既增加玻璃纤维含量，避免过度使用玻璃纤维直拉丝和网格布造成的成分大幅提升，还能在产品固化后对受力进行分散，直拉丝用于增加纵向强度，网格布用于分散受力。3、根据强度的需要，可以在复合材料需加强部位（如转角承力处）的玻璃纤维丝直拉丝层与网格布层之间铺设钢丝层，能够提高强度。为了钢丝与复合材料更好的贴合，在钢丝铺设前经过表面粗糙处理。4、将玻璃纤维网格布中部分或全部玻璃纤维替换为碳纤维，增加强度。另外网格布的厚薄根据材料受力进行调整，主要受力部分网格布加厚，还可增加碳纤维，次要受力部分相应减薄其厚度，以最大限度的发挥该材料的性能并节约成本。附图说明图1为纤维增强复合材料的横切面结构示意图。图2为实施例4及实施例5中所述檩条的横截面示意图。具体实施方式下面结合实施例来进一步说明本专利技术，但本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。实施例1：如图1所示，一种纤维增强复合材料的布筋结构，该材料通过在未固化的树脂胶液层1内进行玻璃纤维布筋，依次逐层铺设玻璃纤维丝散丝层2、玻璃纤维丝直拉丝层3和玻璃纤维网格布层4，然后外力浸胶，最后对树脂胶液固化得到。玻璃纤维的直径为12μm，中胶液的质量为50kg，玻璃纤维丝散丝、直拉丝和网格布的质量分别为28kg、15kg及7kg。散丝的长度为50-60mm。具体制备时，先配制树脂胶液，将其进行铺胶，铺胶厚度0.6mm，然后在树脂胶液上依次铺设散丝层、直拉丝层和网格布层，再通过外力浸胶，最后进行加温固化成型。得到厚度1mm的产品。固化过程中先在70-85℃加热约2min，然后85℃加热1.5min左右，最后在95℃加热1.5min左右。另外，树脂胶液配制时，所用的树脂为不饱和聚酯、环氧树脂或酚醛树脂，树脂胶液中还包含有固化剂和催化剂，其中有固化剂占树脂胶液质量的0.3-1.2%，催化剂占0.2-1.0%，固化剂可选过氧化甲乙酮，催化剂可选钴水。对比例：厚度为1mm的经拉挤工艺制程的玻璃钢制品，其玻璃纤维占比为总重的50%，全部为直拉丝布筋。本实施例中的产品强度相比对比例中的强度可以提高40%。实施例2：一种纤维增强复合材料的布筋结构，该材料通过在未固化的树脂胶液层1内进行玻璃纤维布筋，依次逐层铺设玻璃纤维丝散丝层2、玻璃纤维丝直拉丝层3和玻璃纤维网格布层4，然后经外力浸胶，最后树脂胶液固化得到。得到厚度1mm的产品。其中胶液的质量为35kg，玻璃纤维丝散丝、直拉丝和网格布的质量分别为35kg、20kg及10kg。散丝的长度为50-60mm。具体制备时，先配制树脂胶液，然后将其进行铺胶，铺胶厚度为产品厚度的60%，再在树脂胶液上依次铺设散丝层、直拉丝层和网格布层，外力浸胶，最后进行加温固化成型。固化过程中先在70-85℃加热约2min，然后85℃加热1.5min左右，最后在95℃加热1.5min左右。对比例：厚度为1mm的经拉挤工艺制程的玻璃钢制品，其玻璃纤维占比为总重的65%，全部为直拉丝布筋。本实施例中的产品强度相比对比例中的强度可以提高40%。实施例3：一种纤维增强复合材料的布筋结构，该材料通过在未固化的树脂胶液层1内进行玻璃纤维布筋，依次逐层铺设玻璃纤维丝散丝层2、玻璃纤维丝直拉丝层3和玻璃纤维网格布层4，外力浸胶，然后对树脂胶液固化得到厚度1mm的产品。其中胶液的质量为65kg，玻璃纤维丝散丝、直拉丝和网格布的质量分别为20kg、10kg及4kg。散丝的长度为50-60mm。具体制备时，先配制树脂胶液，然后将其进行铺胶，铺胶厚度为产品厚度的60%，再在树脂胶液上依次铺设散丝层、直拉丝层和网格布层，外力浸胶，最后进行加温固化成型。固化过程中先在70-85℃加热约2min，然后85℃加热1.5min左右，最后在95℃加热1.5min左右。对比例：厚度为1mm的经拉挤工艺制程的玻璃钢制品，其玻璃纤维占比为总重的65%，全部为直拉丝布筋。本实施例中的产品强度相比对比例中的强度可以提高40%。实施例4：一种纤维增强复合材料的布筋结构，该材料通过在未固化的树脂胶液层1内进行玻璃纤维布筋，依次逐层铺设玻璃纤维丝散丝层2、玻璃纤维丝直拉丝层3和玻璃纤维网格布层4，并在璃纤维丝直拉丝层与网格布层之间的局部位置铺设有钢丝层，外力浸胶，最后对树脂胶液固化得到。其中胶液的质量为50kg，玻璃纤维丝散丝、直拉丝和网格布的质量分别为28kg、15kg及7kg。散丝的长度为50-60mm。钢丝铺设前经过表面粗糙化处理，使其更紧密的与纤维增强复合材料接触。具体制备时，先配制树脂胶液，然后将其进行铺胶，铺胶厚度为产品厚度的60%，再在树脂胶液上依次铺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维增强复合材料的布筋结构，其特征在于：该材料通过在未固化的树脂胶液层内进行玻璃纤维布筋，依次逐层铺设玻璃纤维丝散丝层、玻璃纤维丝直拉丝层和玻璃纤维网格布层，经外力浸胶，最后对树脂胶液固化得到。

【技术特征摘要】
2018.06.22 CN 20181065370661.一种纤维增强复合材料的布筋结构，其特征在于：该材料通过在未固化的树脂胶液层内进行玻璃纤维布筋，依次逐层铺设玻璃纤维丝散丝层、玻璃纤维丝直拉丝层和玻璃纤维网格布层，经外力浸胶，最后对树脂胶液固化得到。2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：所述玻璃纤维丝散丝层、玻璃纤维丝直拉丝层和玻璃纤维网格布层的重量比为20-35:10-20:4-10。3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：所述所述玻璃纤维丝散丝层、玻璃纤维丝直拉丝层和玻璃纤维网格布层的重量比为28:15:7。4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：所述玻璃纤维丝散丝层的散丝长度为50-60mm。5.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：所述纤维增强复合材料需加强部位的玻璃纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：张益，
申请(专利权)人：当阳市益红金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42