一种热塑性复合材料桁架及其制备方法技术

技术编号:43468732 阅读:20 留言:0更新日期:2024-11-27 13:06
本发明专利技术公开一种热塑性复合材料桁架及其制备方法,涉及桁架技术领域,包括主梁架和缠绕带,主梁架由三组以上的主梁桁架杆构成,缠绕带缠绕于主梁架外部并与主梁架焊接固定,焊接处形成焊接区;本发明专利技术以聚醚醚酮作为主料,并将碳纤维束作为增强材料,同时辅以增塑剂制备出缠绕带,使制备出的缠绕带具备良好的拉伸强度和耐热性能,柔韧性较高,不易撕裂,能很好的用于桁架缠绕工作,而由玻璃纤维复合内芯外部包裹碳纤维复合外套组成主梁桁架杆,使主梁桁架杆的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量等力学性能得到有效提高,同时具备良好的耐热性和强度,成本可控,再通过在主梁桁架杆外侧缠绕焊接缠绕带,制成热塑性桁架,使其具备良好的支撑强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桁架,尤其涉及一种热塑性复合材料桁架及其制备方法


技术介绍

1、桁架是一种由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的支撑横梁结构,桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构,桁架杆件主要承受轴向拉力或压力,从而能充分利用材料的强度,在跨度较大时可比实腹梁节省材料,减轻自重和增大刚度,桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力,可以充分发挥材料的作用,节约材料,减轻结构重量。

2、桁架的种类有很多,按其制备材料可分为钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架以及热塑性桁架,其中热塑性桁架是指使用热塑性复合材料制造的桁架结构,热塑性复合材料是一类由热塑性树脂基体和增强纤维组成的材料,它们可以通过加热和冷却的过程进行成型和再成型。

3、现有的热塑性桁架产品大都用料单一,导致制备出的桁架的综合性能较差,不具备良好的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量,支撑强度和耐热性能也有待提升,从而导致使用范围受到一定限制,无法得到更为广泛的推广应用,因此,本专利技术提出一种热塑性复合材料桁架及其制备方法以解决现有技术中存在的问题。

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【技术保护点】

1.一种热塑性复合材料桁架,包括主梁架和缠绕带(1),其特征在于:所述主梁架由三组以上的主梁桁架杆(2)构成,所述缠绕带(1)缠绕于主梁架外部并与主梁架焊接固定,焊接处形成焊接区(3),所述缠绕带(1)包括以下重量份原料:聚醚醚酮30~40份、碳纤维束40~70份和增塑剂7~12份,所述主梁桁架杆(2)由玻璃纤维复合内芯(201)包裹碳纤维复合外套(202)组成,所述玻璃纤维复合内芯(201)包括以下重量份原料:玻璃纤维40~70份、聚酰胺30~40份、分散剂6~7份和偶联剂6~8份,所述碳纤维复合外套(202)包括以下重量份原料:碳纤维40~70份、聚醚醚酮30~40份、抗静电剂3~5...

【技术特征摘要】

1.一种热塑性复合材料桁架,包括主梁架和缠绕带(1),其特征在于:所述主梁架由三组以上的主梁桁架杆(2)构成,所述缠绕带(1)缠绕于主梁架外部并与主梁架焊接固定,焊接处形成焊接区(3),所述缠绕带(1)包括以下重量份原料:聚醚醚酮30~40份、碳纤维束40~70份和增塑剂7~12份,所述主梁桁架杆(2)由玻璃纤维复合内芯(201)包裹碳纤维复合外套(202)组成,所述玻璃纤维复合内芯(201)包括以下重量份原料:玻璃纤维40~70份、聚酰胺30~40份、分散剂6~7份和偶联剂6~8份,所述碳纤维复合外套(202)包括以下重量份原料:碳纤维40~70份、聚醚醚酮30~40份、抗静电剂3~5份和纳米二氧化硅5~10份。

2.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料桁架,其特征在于:所述缠绕带(1)厚度为0.5~6mm,所述缠绕带(1)的截面形状选自弧形、c字形、圆形或三角形中的一种,所述增塑剂选自聚丙二醇或聚乙二醇中的一种,所述碳纤维束表面自带1~2%上浆剂。

3.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料桁架,其特征在于:所述缠绕带(1)的制备方法为:先按预设重量份数称取聚醚醚酮、碳纤维束和增塑剂备用,再将称取的增塑剂加入聚醚醚酮中混合均匀并加热熔融,制得浸渍树脂,接着利用浸渍树脂对称取的碳纤维束进行浸渍处理,浸渍后的碳纤维束通过连续纤维热塑拉挤成型为缠绕带形态,待冷却定型后按照实际所需尺寸进行切割,并卷取...

【专利技术属性】
技术研发人员:张从发刘金童李林张书洋朱志远钱志英李宏福
申请(专利权)人:北京空间飞行器总体设计部
类型:发明
国别省市:

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