CN106042526B - 一种中间通长纱增强型纤维复合材料及其生产方法 - Google Patents

一种中间通长纱增强型纤维复合材料及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新型中间通长纱增强型纤维复合材料及其生产方法，该复合材料包括聚酯树脂；被包容在聚酯树脂内的第一纤维增强层、第二通长纤维增强层、第三纤维增强层以及修复颗粒，所述的第二通长纤维增强层设置在第一纤维增强层以及第三纤维增强层之间。通过依次堆叠，层层挤塑，生产出本复合材料。本复合材料具有大大增强了其强度，且按照上述生产方法，工序简单，生产效率高，修复颗粒能在复合材料受损时及时修复复合材料。

Description

一种中间通长纱增强型纤维复合材料及其生产方法
技术领域
本发明涉及FRP行业，特别涉及一种新型中间通长纱增强型纤维复合材料及其生产方法。
背景技术
FRP(玻璃纤维增强塑料，简称玻璃钢），具有许多传统建筑材料所不具备的优良特性，如轻质高强、透电磁波、耐腐蚀、保温和隔声性能好性能等，还有透光、抗振、成型方便等优良性能，而越来越多地用于建筑领域。但另一方面，由于当时的FRP自身存在着一些缺点，由于复合材料长期暴露于空气中，表面容易被腐蚀，内部、外部有可能由于受到各种应力而出现细微裂纹，空气中水汽则会慢慢进入复合材料内部。
发明内容
本发明目的是提供一种能自动修复的新型中间通长纱增强型纤维复合材料。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种新型中间通长纱增强型纤维复合材料，其包括聚酯树脂、被包容在聚酯树脂内的纤维增强层，所述的纤维增强层包括第一纤维增强层、第二通长纤维增强层以及第三纤维增强层，所述的第二通长纤维增强层设置在第一纤维增强层以及第三纤维增强层之间，所述第三纤维增强层、第二通长纤维增强层以及第一纤维增强层内分别分布有修复颗粒，所述修复颗粒由修复胶和包覆在修复胶外的球形壳体组成，所述球形壳体由纤维材质制成且呈密封状。
优化的，所述修复胶为α－氰基丙烯酸乙酯、增粘剂、稳定剂、增韧剂、阻聚剂组成的遇水汽凝固的胶；或者遇水膨胀的胶。
优化的，所述的第一纤维增强层以及第三纤维增强层均为玻璃纤维短切纱、毡、布及其织物中的一种或多种的混合物，所述的第二通长纤维增强层为连续纤维，连续纤维均匀间隙排布、均匀无间隙排布或非均匀排布。
优化的，所述的聚酯树脂为一种邻苯型、间苯型、对苯型树脂、乙烯基树脂、环氧树脂其中之一或者其中多种混合物。
本发明还提供了一种生产上述新型中间通长纱增强型纤维复合材料的方法，其包括以下步骤：
一、将卷绕在转轴上的下层聚酯承载膜通过牵引机的牵引以一定的速度向一定方向运动，与牵引机自由端同步运动；
二、在下层聚酯承载膜上依次铺设聚酯树脂、第一纤维增强层、第二通长纤维增强层以及第三纤维增强层，第一纤维增强层和第二通长纤维增强层之间以及第二通长纤维增强层和第三纤维增强层之间散入修复颗粒，将铺设完成后的坯料经过浸润、排泡、压实工序后铺上上层聚酯承载膜，然后通过挤胶辊控制厚度；
三、将经过挤胶辊后的新型中间通长纱增强型纤维复合材料坯料送入加热炉内进行加热定型。
四、新型中间通长纱增强型纤维复合材料出加热炉后，利用切割机进行切割，最后打包入库。
优化的，在铺设聚酯树脂之后需先将铺设在下层聚酯承载膜上的聚酯树脂进行整平，在铺设聚酯树脂和铺设第一纤维增强层之间设置有横跨于传送带上方的用于对聚酯树脂进行整平的刮刀。
优化的，在铺设第三纤维增强层后需进一步整平，在铺设第三纤维增强层与挤胶辊之间设置有用于整平的辊轴。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点：本新型中间通长纱增强型纤维复合材料具有第一纤维增强层、第二通长纤维增强层以及第三纤维增强层，大大增强了其强度，且按照上述生产方法，工序简单，生产效率高，在第一纤维增强层、第二通长纤维增强层以及第三纤维增强层内分布修复颗粒，能及时修复断裂纤维，防止复合材料被进一步腐蚀。
附图说明
附图1为新型中间通长纱增强型纤维复合材料的结构示意图；
附图2为新型中间通长纱增强型纤维复合材料的生产流程图；
其中：1、下层聚酯承载膜；2、第一纤维增强层；3、聚酯树脂；4、第二通长纤维增强层；5、第三纤维增强层；6、挤胶辊；7、刮刀；8、辊轴；9、加热炉；10、牵引机；11、切割机；12、上层聚酯承载膜；13、修复颗粒。
具体实施方式
如图1所示，该种新型中间通长纱增强型纤维复合材料包括聚酯树脂3、被包容在聚酯树脂3内的第一纤维增强层2、第二通长纤维增强层4以及第三纤维增强层5，所述的第二通长纤维增强层4设置在第一纤维增强层2以及第三纤维增强层5之间。所述的第一纤维增强层2以及第三纤维增强层5均为玻璃纤维短切纱，长度为5～8cm；所述的第二通长纤维增强层4为平行与生产线方向的连续纤维，连续纤维均匀无间隙排布，在宽度方向上，每米新型中间通长纱增强型纤维复合材料包含有170根通长纱；所述的聚酯树脂3为一种邻苯型、间苯型、对苯型树脂、乙烯基树脂、环氧树脂其中之一或者其中多种混合物。所述第三纤维增强层5、第二通长纤维增强层4以及第一纤维增强层2内分别分布有修复颗粒13，所述修复颗粒13由修复胶和包覆在修复胶外的球形壳体组成，所述球形壳体由纤维材质制成且呈密封状，壳体的强度略高于玻璃纤维的强度，当玻璃纤维因受应力而受损时，壳体破裂，壳体内胶渗出，将断裂的纤维粘结起来，从而起到修复作用。
所述修复胶为α－氰基丙烯酸乙酯、增粘剂、稳定剂、增韧剂、阻聚剂组成的遇水汽凝固的胶，由于复合材料长期暴露于空气中，表面容易被腐蚀，内部、外部有可能由于受到各种应力而出现细微裂纹，空气中水汽则会慢慢进入复合材料内部，当壳体破裂时，胶渗出遇微量水汽而凝固将断裂纤维修复；或者遇水膨胀的胶，该种胶则能在壳体破裂后膨胀，将内外部的裂纹封堵，防止复合材料被进一步腐蚀，也可两种修复颗粒同时使用。
如图2所示，上述新型中间通长纱增强型纤维复合材料生产方法包括以下步骤：
一、将卷绕在转轴上的下层聚酯承载膜1通过牵引机10的牵引以一定的速度向一定方向运动，与牵引机10自由端同步运动；
二、在下层聚酯承载膜1上依次铺设聚酯树脂3、第一纤维增强层2、第二通长纤维增强层4以及第三纤维增强层5，第一纤维增强层2和第二通长纤维增强层4之间以及第二通长纤维增强层4和第三纤维增强层5之间散入修复颗粒13，将铺设完成后的坯料经过浸润、排泡、压实工序后铺上上层聚酯承载膜12，然后通过挤胶辊6控制厚度；
三、将经过挤胶辊6后的新型中间通长纱增强型纤维复合材料坯料送入加热炉9内进行加热定型。
四、新型中间通长纱增强型纤维复合材料出加热炉9后，利用切割机11进行切割，最后打包入库（使用时将下层聚酯承载膜1和上层聚酯承载膜12撕下）。
在铺设聚酯树脂3之后需先将铺设在下层聚酯承载膜1上的聚酯树脂3进行整平，在铺设聚酯树脂3和铺设第一纤维增强层2之间设置有横跨于传送带上方的用于对聚酯树脂3进行整平的刮刀7。
在铺设第三纤维增强层5后需进一步整平，在铺设第三纤维增强层5与挤胶辊6之间设置有用于整平的辊轴8。
所述的传输带运行速度为3m/min, 每平米下层聚酯承载膜1上包含第一纤维增强层2、第三纤维增强层5均为400g。
通过实验可得，在相同条件下，采用上述方法生产的复合材料FRP板其纵向抗拉强度可达277Mpa，而现有的复合材料FRP板纵向强度只能达到100Mpa，可见本方法生产的复合材料FRP板的抗拉强度具有巨大提高。
上述结合对本发明所优选的实施例进行了说明，但是上述实施例并不能理解为对本发明保护范围的限制，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种中间通长纱增强型纤维复合材料，其包括聚酯树脂（3）、被包容在聚酯树脂（3）内的纤维增强层，所述的纤维增强层包括第一纤维增强层（2）、第二通长纤维增强层（4）以及第三纤维增强层（5），所述的第二通长纤维增强层（4）设置在第一纤维增强层（2）以及第三纤维增强层（5）之间，其特征在于：所述第三纤维增强层（5）、第二通长纤维增强层（4）以及第一纤维增强层（2）内分别分布有修复颗粒（13），所述修复颗粒（13）由修复胶和包覆在修复胶外的球形壳体组成，所述球形壳体由纤维材质制成且呈密封状，所述修复胶为α－氰基丙烯酸乙酯、增粘剂、稳定剂、增韧剂、阻聚剂组成的遇水汽凝固的胶；和遇水膨胀的胶，两种修复颗粒同时使用。
2.根据权利要求1所述的中间通长纱增强型纤维复合材料，其特征在于：所述的第一纤维增强层（2）以及第三纤维增强层（5）均为玻璃纤维短切纱、毡、布及其织物中的一种或多种的混合物，所述的第二通长纤维增强层（4）为连续纤维，连续纤维均匀间隙排布、均匀无间隙排布或非均匀排布。
3.根据权利要求1所述的中间通长纱增强型纤维复合材料，其特征在于：所述的聚酯树脂（3）为一种邻苯型、间苯型、对苯型树脂、乙烯基树脂、环氧树脂其中之一或者其中多种混合物。
4.一种生产权利要求1～3所述的任一种中间通长纱增强型纤维复合材料的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（一）、将卷绕在转轴上的下层聚酯承载膜（1）通过牵引机（10）的牵引以一定的速度向一定方向运动，与牵引机（10）自由端同步运动；
（二）、在下层聚酯承载膜（1）上依次铺设聚酯树脂（3）、第一纤维增强层（2）、第二通长纤维增强层（4）以及第三纤维增强层（5），第一纤维增强层（2）和第二通长纤维增强层（4）之间以及第二通长纤维增强层（4）和第三纤维增强层（5）之间散入修复颗粒（13），将铺设完成后的坯料经过浸润、排泡、压实工序后铺上上层聚酯承载膜（12），然后通过挤胶辊（6）控制厚度；
（三）、将经过挤胶辊（6）后的中间通长纱增强型纤维复合材料坯料送入加热炉（9）内进行加热定型；
（四）、中间通长纱增强型纤维复合材料出加热炉（9）后，利用切割机（11）进行切割，最后打包入库。
5.根据权利要求4所述的中间通长纱增强型纤维复合材料的生产方法，其特征在于：在铺设聚酯树脂（3）之后需先将铺设在下层聚酯承载膜（1）上的聚酯树脂（3）进行整平，在铺设聚酯树脂（3）和铺设第一纤维增强层（2）之间设置有横跨于传送带上方的用于对聚酯树脂（3）进行整平的刮刀（7）。
6.根据权利要求4所述的中间通长纱增强型纤维复合材料的生产方法，其特征在于：在铺设第三纤维增强层（5）后需进一步整平，在铺设第三纤维增强层（5）与挤胶辊（6）之间设置有用于整平的辊轴（8）。
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