CN102604409A - 耐冲击型复合材料防护制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐冲击型复合材料防护制品，所述耐冲击型复合材料防护制品以芳纶、碳纤维和玻璃纤维为增强材料，以树脂体系为基体，并采用一次成型工艺制作而成，所述三种纤维制作成经编织物。本发明有效地结合了芳纶、碳纤维和玻璃纤维这三种纤维的性能优势，因此具有较好的耐磨性和抗划伤性，同时也具有良好的韧性和刚性，不易变形，且耐冲击型复合材料防护制品的重量得到减轻，可广泛应用于火车、汽车等交通运输设备以及任何需要该耐冲击型复合材料防护制品的地方。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料防护制品，特别是一种耐冲击型复合材料防护制品。
背景技术
轨道车、汽车等交通运输设备的耐冲击防护制品可以防止其在运行过程中异物对机械部件的刮碰和撞击，保护机械部件免受泥浆、砂石、污水的伤害，并改善车身的空气动力学特性、减小空气阻力。
然而金属材质的耐冲击型复合材料防护制品价格较贵，而且比重大、材料重，加工成型工艺过程复杂，生产效率低，会增加车辆的能耗和生产成本。
因此，复合材料制成的耐冲击型复合材料防护制品成为近年来研究的热点，而且市场对其需求迫切。
发明内容
针对于此，本发明的目的在于提供一种耐冲击型复合材料防护制品，解决金属耐冲击型复合材料防护制品成型工艺复杂、价格较贵、重量较大、增加车体耗油量、容易发生化学腐蚀、不能抗较大外力冲击等问题。
基于上述目的，本发明提供的耐冲击型复合材料防护制品以芳纶、碳纤维和玻璃纤维为增强材料，以树脂体系为基体，并采用一次成型工艺制作而成，所述三种纤维制作成经编织物。
从上面所述可以看出，本发明有效地结合了这三种纤维的性能优势，提高了耐冲击型复合材料防护制品的耐磨性、抗划伤性，同时也提高了其韧性与刚性，使其不易变形，且耐冲击型复合材料防护制品的重量得到减轻，使用寿命得到延长。由于耐冲击型复合材料防护制品成型过程中不使用焊接的方式，其精确度也得到了提高。因此，本发明具有高强度、高模量、低密度、耐磨性好和耐腐蚀、环保、节能、加工成型快、生产效率高、成本低等优点。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供的耐冲击型复合材料防护制品以芳纶、碳纤维和玻璃纤维为增强材料，以树脂体系为基体，并采用一次成型工艺制作而成，所述三种纤维制作成经编织物。
其中，所述芳纶的规格由实际需求确定；碳纤维的规格包括±45°碳纤维、0°单向碳纤维TWC192中的至少一种；玻璃纤维的规格包括±45°TWB400-6、0°单向玻纤TWB600-10、0/90°玻璃纤维TWB600-14-3/1中的至少一种；所述树脂体系包括树脂和固化剂；树脂体系的规格为树脂FR640A、固化剂FR640B。
作为一个实施例，制作所述耐冲击型复合材料防护制品的主料和辅料按照下述表1准备：
表1
纤维的使用原则为：将玻璃纤维用于受力较小、刚度要求不高的部位，是耐冲击型复合材料防护制品的主体材料；碳纤维仅用于受力关键部位，用于满足刚度要求较高的部位。图1为本发明实施例的纤维铺层示意图。所述耐冲击型复合材料防护制品采用VIP真空渗透成型工艺制备，本工艺是在真空状态下排除纤维增强体中的气体，通过树脂的流动，实现对纤维的浸渍，并将树脂固化成型，形成一定纤维体积含量的工艺方法，又称真空灌注工艺、真空树脂导入工艺。
为充分利用纤维的强度性能，保持纤维平直，将所述三种纤维制作成经编织物。在本实施例中，经编织物完全由0°单向带构成。在实际制作过程中，也可以根据客户的需求采用其它构成形式。然后在模具上铺增强材料(芳纶，碳纤维，玻璃纤维)，再铺真空袋，并抽出体系中的空气，在模具型腔中形成一个负压，利用真空压力把树脂压入纤维层中。
注胶时，按照树脂组分使用比例称取一定量的本体树脂和固化剂，倒入烧杯中混合，用玻棒搅拌并静置(如树脂使用要求需要，应增加脱泡过程)至没有小气泡。待模具升温到45℃，保持30min开始注胶。树脂浸润纤维完成后，抽胶10min以保证树脂完全浸润纤维。注胶完成后，关闭注胶口及抽胶口，将烘箱温度升至55℃，在该温度保持1小时，然后升温至70°C，保温3小时，期间每隔一段时间观察体系的真空度，如有变化应及时处理。等模具降温后，将铺层表面的真空袋、脱模布等辅料清除干净，再将铺层整体从模具上脱下，最后对耐冲击型复合材料防护制品表面进行切割等处理。
由于在实际生产过程中客户所要求制作的产品形状各异，而成型方式也可以根据生产状况采用其它一次成型工艺，包括模压成型、挤拉成型、热压罐成型。
由于本发明所述耐冲击型复合材料防护制品可以用于任何交通运输设备的耐冲击型复合材料防护制品，例如：发动机底护板等，也可以用于任何需要该耐冲击型复合材料防护制品的地方，所以在具体生产过程中，应依据客户的要求制备相应的模具。
本发明利用高强度、高模量、低密度、耐磨性好和耐腐蚀的耐热阻燃纤维芳纶来增强耐冲击型复合材料防护制品。另外，由于碳纤维具有很高的强度和模量，玻璃纤维具有较高的强度和较低的价格，因此可同时采用芳纶、玻璃纤维和碳纤维增强该防护制品，使该防护制品的耐磨性、刚性与韧性都提高。
另外，所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种耐冲击型复合材料防护制品，其特征在于，所述耐冲击型复合材料防护制品以芳纶、碳纤维和玻璃纤维为增强材料，以树脂体系为基体，并采用一次成型工艺制作而成，所述三种纤维制作成经编织物。
2.根据权利要求1所述的一种耐冲击型复合材料防护制品，其特征在于，所述碳纤维的规格包括±45°碳纤维、0°单向碳纤维TWC192中的至少一种；所述玻璃纤维的规格包括±45°玻璃纤维TWB400-6、0°单向玻璃纤维TWB600-10、0/90°玻璃纤维TWB600-14-3/1中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种耐冲击型复合材料防护制品，其特征在于，所述经编织物在模具上铺层。
4.根据权利要求1所述的一种耐冲击型复合材料防护制品，其特征在于，所述树脂体系包括树脂和固化剂，所述树脂型号为树脂FR640A，所述固化剂型号为FR640B。
5.根据权利要求1所述的一种耐冲击型复合材料防护制品，其特征在于，所述耐冲击型复合材料防护制品采用以下一种一次成型工艺制作：真空渗透成型、模压成型、挤拉成型或者热压罐成型。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种耐冲击型复合材料防护制品，其特征在于，所述耐冲击型复合材料防护制品用于交通运输设备的耐冲击型复合材料防护制品。
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