CN103862758A

CN103862758A - 一种玻璃纤维或碳纤维复合结构

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Publication number: CN103862758A
Application number: CN201210589571.4A
Authority: CN
Inventors: 杨贤斌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-06-18

Abstract

本发明公开了一种玻璃纤维或碳纤维复合结构，其包括内芯层(1)、纤维布基发泡环氧树脂布层(3)以及环氧树脂预浸纤维布层(4)，纤维布基发泡环氧树脂布层(3)裹覆在内芯层(1)上，环氧树脂预浸纤维布层(4)裹覆在纤维布基发泡环氧树脂布层(3)上，上述材料经加热加压发泡成型。本发明产品应用范围广泛、制作成本低、强度高、重量轻。

Description

一种玻璃纤维或碳纤维复合结构

技术领域

本发明涉及一种复合结构，尤其涉及一种玻璃纤维或碳纤维复合结构。

背景技术

高强度玻璃纤维或碳纤维平板的生产，按传统的加热模压工艺，主要存在以下问题：

1、在设备上投入高，且通用性低

若按传统的加热模压工艺，压面积1平方米以上的中板，就需要很大的加热模压机台，在动辄2平米以上的门板及桌板，则需要更大的加热模压机台。这些机台若用来做小部件，则造成设备及电力极大的浪费，而且，加热太小的模具，容易使加热板变形。

2、在模具上投入高且不易操作

按传统的平板生产工艺、因为其平板结构内无高膨胀性的材料(传统的发泡树脂内芯几无二次发泡能力，即使有些有也存在加热发泡冷却后重新回缩的问题)，因此必须用强大外力压缩使之成型。

强大外力压缩极易使预制品中的预浸布滑动变形，因此需要模具来固定。为保证这种大模具的品质，必须用非常厚重钢材制作，成本必然很高且非常不易操作。

3、重量太重，成本太高

因为传统平板结构内无高膨胀性的且具结构强度的材料，为了保证品质，一般高强度玻璃纤维或碳纤维平板都做成实心的，即使有些板材里有一些夹芯的发泡材料，也只能占很低的比例。这样就存在重量太重，成本太高的问题。

4、表面不光洁，有很多的针孔气泡。

按传统的加热模压方式，为保证脱模，必须在模具表面涂上离型剂，因为离型剂的作用，加热成型后的产品表面不光洁，有很多的针孔气泡。

为解决这个问题，之前也有人尝试用如下办法解决：用PP树脂(即不饱和树脂)或乙烯基树脂在产品表面厚涂：可较好解决表面针孔气泡等问题，但其强度不够，PP树脂不耐冲击且重量太重。或用厚树脂层(亦称胶衣)覆盖在纤维布上成型：此方法近年渐渐流行，但其最主要的问题还是太重且成本高。

5、箱状物生产存在的问题：一是内外模之间的间隙有限，预浸布或预制复合布的尺寸太厚，塞不进，尺寸太薄，产品表面不平整，不饱满；二是鉴于前述问题，一体成型壁较厚的箱状物在工艺上很难实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术上述缺陷，提供一种能够提高效率、降低成本、强度高且重量轻的玻璃纤维或碳纤维复合结构。

本发明采用如下技术方案：一种玻璃纤维或碳纤维复合结构，其包括纤维布基发泡环氧树脂布层(3)和环氧树脂预浸纤维布层(4)，环氧树脂预浸纤维布层(4)裹覆在纤维布基发泡环氧树脂布层(3)上，经加热加压发泡成型。

上述玻璃纤维或碳纤维复合结构，还包括内芯层(1)，纤维布基发泡环氧树脂布层(3)裹覆在内芯层(1)上，经加热加压发泡成型。

上述玻璃纤维或碳纤维复合结构，还包括内芯层(1)和加强层(2)，加强层(2)裹覆在内芯层(1)上，纤维布基发泡环氧树脂布层(3)裹覆在加强层(2)上，经加热加压发泡成型。

玻璃纤维或碳纤维复合结构，还包括内芯层(1)和加强层(2)，纤维布基发泡环氧树脂布层(3)裹覆在内芯层(1)上，加强层(2)裹覆在纤维布基发泡环氧树脂布层(3)上，环氧树脂预浸纤维布层(4)裹覆在加强层(2)上，经加热加压发泡成型。

上述内芯层(1)的材质为酚醛发泡树脂片、PU发泡树脂片、PE发泡树脂片或EPS发泡树脂片。

上述加强层(2)的材质为钢丝网、铝合金网或小钢条。

玻璃纤维或碳纤维复合结构还包括印刷层(5)，印刷层(5)裹覆在环氧树脂预浸纤维布层(4)上。

上述加热温度为90℃-100℃(低温环氧树脂)或120℃-150℃。

本发明产品强度高、制作成本低、重量轻、应用范围广泛。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例2的结构示意图；

图3是本发明实施例3的结构示意图；

图4是本发明实施例4的结构示意图。

以上图中：1-内芯层，2-加强层，3-纤维布基发泡环氧树脂布层，4-环氧树脂预浸纤维布层，5-印刷层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的基本原理为：利用纤维布基发泡环氧树脂布强大的内发泡能力以及和碳纤维(或玻璃纤维)环氧预浸布之间良好的结合力，能够把这两种材料的强度充分体现，再结合适当的内芯发泡树脂，可制造出高强度低密度的碳纤维(或玻璃纤维)平板(含地板、墙内贴砖、门、家具板、航空桌椅板及盾牌等)及各种箱状物，如箱体、盒子、头盔等。以上纤维布基发泡环氧树脂布由纤维布和发泡环氧树脂膜热压融合成而，其中，发泡环氧树脂膜由发泡环氧树脂经加热至胶状用涂胶机涂在离型纸上制成，而发泡环氧树脂由环氧树脂与发泡剂加热融合而成。

本发明要达到的目的是：针对现有的技术缺陷，结合各种最新的材料及工艺，可一揽子解决传统纤维平板或箱状体生产的诸多问题，以较低的成本制造出高强度低密度的碳纤维(或玻璃纤维)平板或箱状体，拓展了碳纤维及玻璃纤维的使用范围。

实施例1：

如图1所示，本实施例1公开了一种玻璃纤维或碳纤维复合结构，包括纤维布基发泡环氧树脂布层3和环氧树脂预浸纤维布层4，环氧树脂预浸纤维布层4裹覆在纤维布基发泡环氧树脂布层3上，上述材料经加热加压发泡成型。其制备方法为：

(1)选用适合的玻璃纤维布基发泡环氧树脂布。

(2)贴合碳纤维环氧预浸布：根据强度、规格及成本等的需要，选择一定规格的碳纤维环氧预浸布贴合在纤维布基发泡环氧树脂布外围，注意要包密实，预防发泡树脂外泄。

(3)贴耐热且离型的PP膜：贴上这层膜，可不用脱模剂，且能保证产品外光洁。

(4)入模加热成型。若使用平板模，产品则为平板；若使用箱体模或头盔模，产品则为箱体或头盔。

(5)冷却出模整修即得此产品。

实施例2：

如图2所示，本实施例2公开了一种玻璃纤维或碳纤维复合结构，除包括纤维布基发泡环氧树脂布层3和环氧树脂预浸纤维布层4外，还包括内芯层1，纤维布基发泡环氧树脂布层3裹覆在内芯层1上，上述材料经加热加压发泡成型。其制备方法包括如下步骤：

(1)选用轻量的内芯发泡料：低密度的发泡料包括PE、EPS及PU发泡板等。PE为聚乙烯，EPS为可发性聚苯乙烯及PU为聚氨基甲酸酯(聚氨酯)。

(2)制作需要规格的发泡板：把已发泡好的板料作二次切割，切成需要的尺寸。

(3)贴合玻璃纤维布基发泡环氧树脂布：根据需要，选择一定规格及的纤维布基发泡环氧树脂布贴合在内芯发泡料的外围。

(4)贴合碳纤维坏氧预浸布：根据强度、规格及成本等的需要，选择一定规格的碳纤维环氧预浸布贴合在纤维布基发泡环氧树脂布贴合在内芯发泡料的外围，注意要包密实，预防发泡树脂外泄。

(5)贴耐热且离型的PP膜：贴上这层膜，可不用脱模剂，且能保证产品外光洁。

(6)入模加热成型：因为产品内部存在高膨胀性的纤维布基发泡环氧树脂布，所以可不需通过传统的模压方式，可用平板叠加烤箱加热的方式加热成型，大概的方案是：上下两片固定片，用约30MM的厚钢板，最下面的板固定在导轨上；在钢板四个角挖孔并装上螺杆，等中间板进去后最后再锁紧上板。中间多层：用约15MM的中钢板或铝板，在中间板的周围锁上需要的钢边条以控制产品的大小及厚度；若需要造型，可在需要造型的部位锁上需要的板块；在板的四周装上导柱或导套用于定位。这样就可多层叠加，然后锁紧后整体通过导轨推入烤箱加热。这样可极大提高生产效率，降低能耗；同时，只要通过调换板上的钢边条即可生产出不同规格的产品，极大提高设备的适应性。

(7)冷却出模整修即得此产品。

实施例3：

如图3所示，本实施例3公开一种玻璃纤维或碳纤维复合结构，除包括纤维布基发泡环氧树脂布层3和环氧树脂预浸纤维布层4外，还包括内芯层1和加强层2，加强层2裹覆在内芯层1上，纤维布基发泡环氧树脂布层3裹覆在加强层2上，上述材料经加热加压发泡成型。其制备方法包括如下步骤：

(1)选用适用的内芯发泡料：依据使用要求选用不同性能及密度的发泡料，如酚醛树脂发泡板(可防火，高隔音隔热)、PU发泡板(高隔音隔热)。

(3)选用加强材料：在制造门时，根据防盗及加强的需要，可能需选用一些加强材料，如：钢丝网、铝合金网、小钢条。

(4)贴合玻璃纤维布基发泡环氧树脂布：根据需要，选择一定厚度的纤维布基发泡环氧树脂布把内芯料和加强料包裹结合。

(5)贴合玻璃纤维或碳纤维的环氧预浸布：根据强度、重量及成本的需要，选择不同的材料及厚度。

(6)贴合印刷图案：若需要图案，则贴合，若不需要，则略过此步骤。

(7)贴耐热且离型的PP膜：贴上这层膜，可不用脱模剂，且能保证产品外光洁。

(8)入模加热成型。

(9)冷却出模整修即得产品。

实施例4：

如图4所示，本实施例4公开一种玻璃纤维或碳纤维复合结构，除包括纤维布基发泡环氧树脂布层3和环氧树脂预浸纤维布层4外，还包括内芯层1和加强层2，纤维布基发泡环氧树脂布层3裹覆在内芯层1上，所述加强层2裹覆在纤维布基发泡环氧树脂布层3上，环氧树脂预浸纤维布层4裹覆在加强层2上，上述材料经加热加压发泡成型。其制作方法类似实施例3的制作方法，故不赘述。

以上方法中，加热成型时的温度为90℃-100℃(低温树脂)或120℃-150℃。

根据以上方法制作出来的平板，具有如下优点：

**重量轻：若是地板、桌板及门板，可控制其比重在0.5克/CM3左右(传统的木制品一般在0.5-0.80克/CM³)；若是室内墙面贴砖，可控制在0.3克/CM³以下(传统的瓷砖2.5-2.7克/CM³)。

**强度高、不变形：环氧树脂纤维板最大的优点就是在于强度高、耐冲击、不变形，即使在水中长期浸泡也不会变形。

**抗虫蚁：蚂蚁等昆虫对此产品无兴趣，也啃不动。

**隔热、隔音效果好：因为其内部是发泡结构，而且其中的气泡多为闭孔气泡，具有非常优良的隔热、隔音效果。

**稳定性好，不易老化：相对于塑料板来说，其使用寿命大大延长了。

**施工方便、可回收利用：特别对于室内墙面砖，因为其比重可做得很轻，即使从室内墙上掉落也不会对人体造成伤害，因此在粘合上的要求就可降低一点，可用最普通的热熔胶或高强度的长效双面胶即可施工；而且其强度很高，不会变形。因此，若需要返工、翻新、换装、修补等都特别简单，且撤换下来的板片可重新利用。

**外观设计可更时尚、多样及高档化：可利用编织布、电镀玻纤、彩色玻纤等做出传统产品无法实现的外观效果。

因此，本发明产品可广泛利用在建筑家装行业，并可替代现有的很多产品。尤其在目前中国高楼以及大型公用建筑越来越多的国情下，本发明产品可大幅度降低室内装修的重量，可间接提升建筑的安全系数。同时，本发明产品具有高效的隔热性能，可降低建筑的能耗。

根据以上方法制作出来的箱状物(如箱体、盒子、头盔)具有重量轻、强度高、施工方便等优点，并可提升产品的档次。

Claims

1.一种玻璃纤维或碳纤维复合结构，其特征在于，包括纤维布基发泡环氧树脂布层(3)和环氧树脂预浸纤维布层(4)，所述环氧树脂预浸纤维布层(4)裹覆在纤维布基发泡环氧树脂布层(3)上，经加热加压发泡成型。

2.根据权利要求1所述的玻璃纤维或碳纤维复合结构，其特征在于，还包括内芯层(1)，所述纤维布基发泡环氧树脂布层(3)裹覆在内芯层(1)上，经加热加压发泡成型。

3.根据权利要求1所述的玻璃纤维或碳纤维复合结构，其特征在于，还包括内芯层(1)和加强层(2)，所述加强层(2)裹覆在内芯层(1)上，所述纤维布基发泡环氧树脂布层(3)裹覆在加强层(2)上，经加热加压发泡成型。

4.根据权利要求1所述的玻璃纤维或碳纤维复合结构，其特征在于，还包括内芯层(1)和加强层(2)，所述纤维布基发泡环氧树脂布层(3)裹覆在内芯层(1)上，所述加强层(2)裹覆在纤维布基发泡环氧树脂布层(3)上，所述环氧树脂预浸纤维布层(4)裹覆在加强层(2)上，经加热加压发泡成型。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的玻璃纤维或碳纤维复合结构，其特征在于，所述内芯层(1)的材质为酚醛发泡树脂片、PU发泡树脂片、PE发泡树脂片或EPS发泡树脂片。

6.根据权利要求3或4所述的玻璃纤维或碳纤维复合结构，其特征在于，所述加强层(2)的材质为钢丝网、铝合金网或小钢条。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的玻璃纤维或碳纤维复合结构，其特征在于，还包括印刷层(5)，所述印刷层(5)裹覆在环氧树脂预浸纤维布层(4)上。

8.根据权利要求1所述的玻璃纤维或碳纤维复合结构，其特征在于，所述加热温度为90℃-100℃或120℃-150℃。