CN111216381A - 纤维增强双层树脂复合材料、及其挤成型装置和工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维增强双层树脂复合材料、及其挤成型装置和工艺，属于复合材料加工制造领域。通过一次拉挤成型工艺和相配套的拉挤成型装置直接制备出内层为芳香族树脂、外层为脂肪族树脂的纤维增强复合材料产品，其内层芳香族树脂用于提供力学性能，外层脂肪族树脂用于提供耐光老化性能。本发明通过将连续纤维浸润了芳香族树脂后，经模具的预热区和凝胶区初步固化形成有强度的复合材料，然后进入到模具内部的外层树脂胶槽浸润脂肪族树脂，经过固化区高温固化，形成有较大强度的复合材料。脂肪族树脂层和芳香族树脂层通过化学键交联，强度大、不会发生分离，抗老化性能更稳定。

Description

纤维增强双层树脂复合材料、及其挤成型装置和工艺
技术领域
本发明属于复合材料加工制造领域，尤其是一种纤维增强双层树脂复合材料、及其挤成型装置和工艺。
背景技术
芳香族树脂由于其中含有苯环结构，力学性能大但化学结构不够稳定，易被强光攻击释放自由基降低使用寿命，脂肪族树脂力学性能相对较低，但结构稳定，耐光老化性好。
很多拉挤工艺制备的树脂基纤维增强复合材料的应用领域为户外太阳光照射下，其表层材料的耐光老化特性决定了复合材料的实际使用年限。为提高材料的耐光老化性，现有技术主要通过如下手段：1、添加紫外线吸收剂或耐光老化剂，如专利CN201711049120.0和CN201810710845.8都公开了一种通过添加助剂来提高复合材料耐老化性的技术，助剂的加入对提高耐光性有一定的帮助，但同时也会降低材料的力学性能，且此类助剂价格昂贵，添加量多则成本提高明显，添加量低则耐老化效果不明显；2、在拉挤复合材料型材制品表面涂刷耐紫外油漆，如专利CN1094038091A、CN207339213U都公开了通过涂刷耐紫外涂层提高制品的耐光老化性能的技术。这种方式如下问题：耐紫外油漆多为氟碳漆，价格昂贵；需对已成型制品成品重新回炉，重新涂刷油漆，并架设烘干房或烘道，增加加工工序和加工成本；已成型制品表层会有内脱模剂溢出，降低耐紫外油漆涂层附着力；涂漆制品使用时如涂层出现划伤等损坏，则严重影响其划伤出的耐光老化性能；3、通过在制品表层再制备防紫外层的方式，如专利CN109021526A公布一种耐紫外光的缠绕电杆，通过在电杆表层缠绕一层浸有脂肪族聚氨酯树脂的玻璃纤维并固化，以来提高电杆整体的耐光老化性。但是这种方式将复合材料的制备工艺由“一步”变成了“两步”，而且脂肪族树脂价格昂贵，大大的提高了生产成本。
而且，树脂部分相对于纤维部分，更容易引起光老化。由于纤维部分包覆在树脂部分内部，其中在树脂与纤维的层间结合处的键能最为脆弱，树脂容易形成电子激发态，与周围的氧气发生氧化反应。因此，对玻璃钢复合材料的光老化主要发生在树脂部分与纤维部分的层间结合处，而且一旦树脂与纤维之间因光老化发生脱离、剥离，复合材料制品的应用性能会出现断崖式下降。
发明内容
发明目的：提供一种纤维增强双层树脂复合材料、及其挤成型装置和工艺，以解决上述背景技术中所涉及的问题。
技术方案：提供一种纤维增强双层树脂复合材料，通过一次拉挤成型工艺制备得到的内层为芳香族树脂、外层为脂肪族树脂的纤维增强复合材料。
作为一个优选方案，所述内层芳香族树脂至少为环氧树脂、聚氨酯树脂、不饱和树脂、乙烯基树脂或酚醛树脂中的一种。
作为一个优选方案，所述外层脂肪族树脂至少为环氧树脂或聚氨酯树脂中的一种。
本发明还提供一种纤维增强双层树脂复合材料的拉挤成型装置，包括：纱线供给组件、固化成型组件、牵引切割组件和拉挤设备平台四部分。
纱线供给组件，包括由若干缠绕有增强材料的卷筒组成的纱架，设置在所述纱架沿着增强材料运动的一侧、由若干个导向轮组成的集束架，以及设置在所述集束架沿着增强材料运动的一侧导纱板。
固化成型组件，包括设置所述导纱板沿着增强材料运动一侧的封闭注胶盒，与所述注胶盒密闭相连的内层芳香族树脂注胶系统，设置在所述注胶盒沿着增强材料运动一侧的、内部设置有胶槽的模具，以及与所述模具内部胶槽密闭相连的外层脂肪族树脂注入系统；其中，所述模具为分段加热模具，沿着增强材料运动大方向依次为预热区、凝胶区和固化区，在所述凝胶区与固化区之间设置有外层脂肪族树脂胶槽，所述外层脂肪族树脂胶槽的截面形状与模腔的外形相同或相似，且在所述模具内表面之间留有预定的宽度和深度。
牵引切割组件，包括设置在所述模具沿着增强材料运动一侧的牵引装置，以及设置牵引装置沿着增强材料运动一侧的切割装置。
拉挤设备平台，所述固化成型组件和牵引切割组件均通过型材固定安装在所述拉挤设备平台上。
作为一个优选方案，所述纱架上的增强材料依次经过集束架、导纱板、注胶盒、模具、牵引装置和切割装置。
作为一个优选方案，所述的内层芳香族树脂注胶系统和外层脂肪族树脂注胶系统一致，均包括：A料罐，B料罐，与所述A料罐和B料罐下方分别连接的两个蠕动泵和流量计，以及用于混合A料、B料的静态混合器模块。
作为一个优选方案，所述内层芳香族树脂注胶系统和外层脂肪族树脂注胶系统的动力源还可以是通过重力、真空压力或柱塞泵、齿轮泵等将润滑剂注入到注胶盒和模具内部的外层树脂胶槽内。
本发明还提供一种纤维增强双层树脂复合材料的拉挤成型工艺，包括如下步骤：
步骤一、内层芳香族双组份树脂的蠕动泵按照预定比例打出的A组分和B组分，经静态混合器混合后定量注入密闭注胶盒内；
步骤二、将纤维或纤维织物牵引机的带动下，通过集束架、导纱板汇聚成股，然后以预定速度通过注胶盒；
步骤三、在牵引浸渍有树脂的纤维增强材料进入加热分段加热模具的前段，对分段加热模具的前段加热至25～130℃，且保持恒温加热；
步骤四、在经过模具预热区、凝胶区的加热至150~220℃，经树脂浸润的连续纤维在模具总长的2/3处左右，树脂在温度和催化剂的共同作用下快速初步固化，形成有强度的复合材料，并且该复合材料因固化而发生了轻微收缩并与模具发生脱离；
步骤五、外层脂肪族双组份树脂的蠕动泵按照预定比例打出的A组分和B组分，经静态混合器混合后定量注入分段加热模具的外层树脂胶槽内，使经过此处有强度的复合材料表层浸润一层新的脂肪族树脂；
步骤六、纤维增强材料在牵引机的带动下，进入分段加热模具固化区，进行固化升温，继续升温至180～250℃，外层树脂在温度和催化剂的共同作用下快速固化，内层树脂也在高温作用下进一步固化，形成有强度的复合材料；
步骤七、外层树脂固化后也会发生轻微收缩，在内脱模剂的共同作用下，在模具尾段出模，并对型材进行切割、修整处理。
作为一个优选方案，所述内层芳香族双组份树脂至少为环氧树脂、聚氨酯树脂、不饱和树脂、乙烯基树脂或酚醛树脂中的一种。
作为一个优选方案，所述外层脂肪族双组份树脂至少为环氧树脂或聚氨酯树脂中的一种。
有益效果：本发明涉及一种纤维增强双层树脂复合材料、及其挤成型装置和工艺，通过一次成型工艺制备具有外层为脂肪族树脂、内层为芳香族树脂的纤维增强复合材料，其中内层芳香族树脂用于提供力学性能，外层脂肪族树脂用于提供耐光老化性能。原理为连续纤维浸润了芳香族树脂后，经模具的预热区和凝胶区初步固化形成有强度的复合材料，然后进入到模具内部的外层树脂胶槽浸润脂肪族树脂，经过固化区高温固化，一方面高温增强了脂肪族树脂对芳香族初步固化材料的渗透、互相交联反应，使二者形成高强度的化学连接，另一方面高温使表面的脂肪族树脂得以固化形成有较大强度的复合材料。这种工艺制备的材料具有如下优点：（1）脂肪族树脂层和芳香族树脂层通过化学键交联，强度大、不会发生分离；（2）表层脂肪族树脂硬度较油漆类涂层大，不易被损伤；（3）表面脂肪族树脂层不含纤维，即便发生损伤，不会使光线进入到树脂和纤维结合处，制品不会发生光老化。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中外层脂肪族树脂胶槽和模具的结构示意图。
图3是本发明中模具的截面示意图。
附图标记为：纱架1、集束架2、导纱板3、注胶盒4、模具5、牵引装置6、切割装置7、制品8、拉挤设备平台9、内层芳香族树脂注胶系统10、外层脂肪族树脂注胶系统11、预热区501、凝胶区502、脱离点503、固化区504、外层脂肪族树脂胶槽505、A料罐1001、B料罐1002、流量计1003、静态混合器1004、树脂注入管1005。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
如附图1所示，一种纤维增强双层树脂复合材料的拉挤成型装置，包括：纱线供给组件、固化成型组件、牵引切割组件和拉挤设备平台9四部分。
纱线供给组件包括：纱架1、集束架2和导纱板3。其中，所述纱架1由若干缠绕有增强材料的卷筒组成的，集束架2设置在所述纱架1沿着增强材料运动的一侧、由若干个导向轮组成，导纱板3设置在所述集束架2沿着增强材料运动的一侧，通过集束架2和导纱板3将单根纱线汇集成一股。
固化成型组件包括：注胶盒4、内层芳香族树脂注胶系统10、模具5、外层脂肪族树脂注入系统。封闭注胶盒4设置导纱板3沿着增强材料运动一侧，内层芳香族树脂注胶系统10所述注胶盒4密闭相连的，的模具5设置在所述注胶盒4沿着增强材料运动一侧的、内部设置有胶槽，外层脂肪族树脂注入系统与所述模具5内部胶槽密闭相连接。
在进一步实施过程中，所述的内层芳香族树脂注胶系统10和外层脂肪族树脂注胶系统11一致，均采用密闭注胶系统，通过注胶系统将树脂组合组分通过不同比例注射到密闭的注胶盒4上，然后增强材料依次通过注胶盒4、模具5内。具体包括：A料罐1001，B料罐1002，与所述A料罐1001和B料罐1002下方分别连接的两个蠕动泵和流量计1003，用于混合A料、B料的静态混合器1004模块，以及与所述静态混合器1004相连接的树脂注入管1005。上述设计一方面能够避免树脂外界环境的影响，尤其是空气中的水分；另一方面通过注胶系统精准控制树脂的组分，提高增强材料和树脂之间的结合程度，有效保证成品的质量和稳定性。
在进一步实施过程中，如附图2～3所示，所述模具5为分段加热模具5，其根据具体所需制品8外形设计成不同形状，沿着增强材料运动大方向依次为预热区501、凝胶区502和固化区504，所述模具5的凝胶区502与固化区504之间为脱离点503。根据树脂的物理特性和增强材料和树脂反应特性设计成具有不同的加热温度和压力的预热区501、凝胶区502和固化区504；当树脂纤维混合材料首先进入预热区501、使树脂粘度降低，提高树脂的流动性并使树脂进一步浸润增强材料；然后材料进入凝胶区502，树脂开始反应，树脂从粘稠液体变成凝胶状态；最后材料进入固化区504使材料充分固化，从加工工艺上提高树脂的固化速度，有效提高了复合材料中拉挤工艺的成型效率。在所述凝胶区502与固化区504之间设置有外层脂肪族树脂胶槽505，并与外层脂肪族树脂注胶系统11封闭连接。所述外层脂肪族树脂胶槽505的截面形状与模腔的外形相同或相似，与模具5内表面之间留有预定的宽度和深度。经模具5的预热区501和凝胶区502初步固化形成有强度的复合材料，然后进入到模具5内部的外层树脂胶槽浸润脂肪族树脂，经过固化区504高温固化，一方面高温增强了脂肪族树脂对芳香族初步固化材料的渗透、互相交联反应，使二者形成高强度的化学连接，另一方面高温使表面的脂肪族树脂得以固化形成有较大强度的复合材料。
牵引切割组件包括牵引装置6和切割装置7。牵引装置6设置在所述模具5沿着增强材料运动一侧，用来提供牵引力；切割装置7设置牵引装置6沿着增强材料运动一侧，并对复合材料进行切割、修整处理。
所述固化成型组件和牵引切割组件均通过型材固定安装在拉挤设备平台9上。所述拉挤设备平台9起到一个固定、支撑的作用。
在进一步实施过程中，所述内层芳香族树脂注胶系统10和外层脂肪族树脂注胶系统11的动力源还可以是通过重力、真空压力或柱塞泵、齿轮泵等将润滑剂注入到注胶盒4和模具5内部的外层树脂胶槽内。
为了方便理解纤维增强双层树脂复合材料的技术方案，对其工作原理做出简要说明：纤维或纤维织物在牵引机的带动下，通过集束架2、导纱板3汇聚成股，然后以预定速度通过注胶盒4，浸润芳香族树脂，然后经模具5的预热区501和凝胶区502初步固化形成有强度的复合材料，然后进入到模具5内部的外层树脂胶槽浸润脂肪族树脂，经过固化区504高温固化，一方面高温增强了脂肪族树脂对芳香族初步固化材料的渗透、互相交联反应，使二者形成高强度的化学连接，另一方面高温使表面的脂肪族树脂得以固化形成有较大强度的复合材料，树脂固化后会发生轻微收缩，在脱模剂的作用下，在模具5尾段出模。
本发明还提供一种纤维增强双层树脂复合材料的拉挤成型工艺，包括如下步骤：
步骤一、内层芳香族双组份树脂的蠕动泵按照预定比例打出的A组分和B组分，经静态混合器混合后定量注入密闭注胶盒内；
步骤二、将纤维或纤维织物牵引机的带动下，通过集束架、导纱板汇聚成股，然后以预定速度通过注胶盒；
步骤三、在牵引浸渍有树脂的纤维增强材料进入加热分段加热模具的前段，对分段加热模具的前段加热至25～130℃，且保持恒温加热；
步骤四、在经过模具预热区、凝胶区的加热至150~220℃，经树脂浸润的连续纤维在模具总长的2/3处左右，树脂在温度和催化剂的共同作用下快速初步固化，形成有强度的复合材料，并且该复合材料因固化而发生了轻微收缩并与模具发生脱离；
步骤五、外层脂肪族双组份树脂的蠕动泵按照预定比例打出的A组分和B组分，经静态混合器混合后定量注入分段加热模具的外层树脂胶槽内，使经过此处有强度的复合材料表层浸润一层新的脂肪族树脂；
步骤六、纤维增强材料在牵引机的带动下，进入分段加热模具固化区，进行固化升温，继续升温至180～250℃，外层树脂在温度和催化剂的共同作用下快速固化，内层树脂也在高温作用下进一步固化，形成有强度的复合材料；
步骤七、外层树脂固化后也会发生轻微收缩，在内脱模剂的共同作用下，在模具尾段出模，并对型材进行切割、修整处理。
其中，所述内层芳香族双组份树脂至少为环氧树脂、聚氨酯树脂、不饱和树脂、乙烯基树脂或酚醛树脂中的一种。所述外层脂肪族双组份树脂至少为环氧树脂或聚氨酯树脂中的一种。
下面结合实施例对本发明作进一步说明，所述的实施例的示例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
采用拉挤成型工艺制备耐光老化玻璃钢扁条，具体包括如下步骤：
步骤一、在内层芳香族双组份树脂的蠕动泵按照重量比为1:2的比例打出的多元醇交联剂和聚氨酯芳香族树脂，经静态混合器混合后定量注入密闭注胶盒内。
步骤二、将芳纶纤维或芳纶纤维织物牵引机的带动下以150cm/min的速度经过拉挤成型装置，依次通过集束架、导纱板汇聚成股，然后通过注胶盒，并使之与多元醇交联剂和芳香族聚氨酯预缩体的混合树脂充分浸润。
步骤三、在牵引浸渍有树脂的纤维增强材料进入加热分段加热模具的前段，对分段加热模具的前段加热至100℃，且保持恒温加热。
步骤四、在经过模具预热区、凝胶区的加热至180℃，经树脂浸润的连续纤维在模具总长的2/3处左右，聚氨酯芳香族树脂在温度和催化剂的共同作用下快速初步固化，形成有强度的复合材料，并且该复合材料因固化而发生了轻微收缩并与模具发生脱离。
步骤五、外层脂肪族双组份树脂的蠕动泵按照质量比为1:4的比例打出的叔胺类环氧固化剂和脂肪族环氧树脂，经静态混合器混合后定量注入分段加热模具的外层树脂胶槽内，使经过此处有强度的复合材料表层浸润一层新的脂肪族树脂。
步骤六、纤维增强材料在牵引机的带动下，进入分段加热模具固化区，进行固化升温，继续升温至200℃，外层树脂在温度和催化剂的共同作用下快速固化，内层树脂也在高温作用下进一步固化，形成有强度的复合材料。
步骤七、外层树脂固化后也会发生轻微收缩，在内脱模剂的共同作用下，在模具尾段出模，并对型材进行切割、修整处理。
实施例2
采用拉挤成型工艺制备耐光老化玻璃钢扁条，具体包括如下步骤：
步骤一、在内层芳香族双组份树脂的蠕动泵按照重量比为1:4的比例打出的固化剂和芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂，经静态混合器混合后定量注入密闭注胶盒内。
步骤二、将玻璃纤维或玻璃纤维织物牵引机的带动下以120cm/min的速度经过拉挤成型装置，依次通过集束架、导纱板汇聚成股，然后通过注胶盒，并使之与固化剂和芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂的混合树脂充分浸润。
步骤三、在牵引浸渍有树脂的纤维增强材料进入加热分段加热模具的前段，对分段加热模具的前段加热至130℃，且保持恒温加热。
步骤四、在经过模具预热区、凝胶区的加热至200℃，经树脂浸润的连续纤维在模具总长的2/3处左右，芳香族环氧树脂在温度和催化剂的共同作用下快速初步固化，形成有强度的复合材料，并且该复合材料因固化而发生了轻微收缩并与模具发生脱离。
步骤五、外层脂肪族双组份树脂的蠕动泵按照质量比为1:3的比例打出的叔胺类环氧固化剂和脂肪族环氧树脂，经静态混合器混合后定量注入分段加热模具的外层树脂胶槽内，使经过此处有强度的复合材料表层浸润一层新的脂肪族树脂。
步骤六、纤维增强材料在牵引机的带动下，进入分段加热模具固化区，进行固化升温，继续升温至220℃，外层树脂在温度和催化剂的共同作用下快速固化，内层树脂也在高温作用下进一步固化，形成有强度的复合材料。
步骤七、外层树脂固化后也会发生轻微收缩，在内脱模剂的共同作用下，在模具尾段出模，并对型材进行切割、修整处理。
实施例3
采用拉挤成型工艺制备耐光老化玻璃钢扁条，具体包括如下步骤：
步骤一、在内层芳香族双组份树脂的蠕动泵按照重量比为1:3.5的比例打出的固化剂和芳香族不饱和树脂，经静态混合器混合后定量注入密闭注胶盒内。
步骤二、将碳纤维或碳纤维织物牵引机的带动下以180cm/min的速度经过拉挤成型装置，依次通过集束架、导纱板汇聚成股，然后通过注胶盒，并使之与固化剂和芳香族不饱和树脂的混合树脂充分浸润。
步骤三、在牵引浸渍有树脂的纤维增强材料进入加热分段加热模具的前段，对分段加热模具的前段加热至90℃，且保持恒温加热。
步骤四、在经过模具预热区、凝胶区的加热至150℃，经树脂浸润的连续纤维在模具总长的2/3处左右，芳香族不饱和树脂在温度和催化剂的共同作用下快速初步固化，形成有强度的复合材料，并且该复合材料因固化而发生了轻微收缩并与模具发生脱离。
步骤五、外层脂肪族双组份树脂的蠕动泵按照质量比为1:4的比例打出的叔胺类环氧固化剂和脂肪族环氧树脂，经静态混合器混合后定量注入分段加热模具的外层树脂胶槽内，使经过此处有强度的复合材料表层浸润一层新的脂肪族树脂。
步骤六、纤维增强材料在牵引机的带动下，进入分段加热模具固化区，进行固化升温，继续升温至210℃，外层树脂在温度和催化剂的共同作用下快速固化，内层树脂也在高温作用下进一步固化，形成有强度的复合材料。
步骤七、外层树脂固化后也会发生轻微收缩，在内脱模剂的共同作用下，在模具尾段出模，并对型材进行切割、修整处理。
实施例4
采用拉挤成型工艺制备耐光老化玻璃钢扁条，具体包括如下步骤：
步骤一、在内层芳香族双组份树脂的蠕动泵按照重量比为1:3.2的比例打出的固化剂和乙烯基芳香族树脂，经静态混合器混合后定量注入密闭注胶盒内。
步骤二、将玄武岩纤维或玄武岩纤维织物牵引机的带动下以180cm/min的速度经过拉挤成型装置，依次通过集束架、导纱板汇聚成股，然后通过注胶盒，并使之与固化剂和乙烯基芳香族树脂的混合树脂充分浸润。
步骤三、在牵引浸渍有树脂的纤维增强材料进入加热分段加热模具的前段，对分段加热模具的前段加热至120℃，且保持恒温加热。；
步骤四、在经过模具预热区、凝胶区的加热至180℃，经树脂浸润的连续纤维在模具总长的2/3处左右，乙烯基芳香族树脂在温度和催化剂的共同作用下快速初步固化，形成有强度的复合材料，并且该复合材料因固化而发生了轻微收缩并与模具发生脱离。
步骤五、外层脂肪族双组份树脂的蠕动泵按照质量比为1:4的比例打出的叔胺类环氧固化剂和脂肪族环氧树脂，经静态混合器混合后定量注入分段加热模具的外层树脂胶槽内，使经过此处有强度的复合材料表层浸润一层新的脂肪族树脂。
步骤六、纤维增强材料在牵引机的带动下，进入分段加热模具固化区，进行固化升温，继续升温至200℃，外层树脂在温度和催化剂的共同作用下快速固化，内层树脂也在高温作用下进一步固化，形成有强度的复合材料。
步骤七、外层树脂固化后也会发生轻微收缩，在内脱模剂的共同作用下，在模具尾段出模，并对型材进行切割、修整处理。
实施例5
采用拉挤成型工艺制备耐光老化玻璃钢扁条，具体包括如下步骤：
步骤一、在内层芳香族双组份树脂的蠕动泵按照重量比为1:2.4的比例打出的固化剂和芳香族酚醛树脂，经静态混合器混合后定量注入密闭注胶盒内。
步骤二、将聚乙烯纤维或聚乙烯纤维牵引机的带动下以180cm/min的速度经过拉挤成型装置，依次通过集束架、导纱板汇聚成股，然后通过注胶盒，并使之与固化剂和芳香族酚醛树脂的混合树脂充分浸润。
步骤三、在牵引浸渍有树脂的纤维增强材料进入加热分段加热模具的前段，对分段加热模具的前段加热至160℃，且保持恒温加热。
步骤四、在经过模具预热区、凝胶区的加热至200℃，经树脂浸润的连续纤维在模具总长的2/3处左右，芳香族酚醛树脂在温度和催化剂的共同作用下快速初步固化，形成有强度的复合材料，并且该复合材料因固化而发生了轻微收缩并与模具发生脱离。
步骤五、外层脂肪族双组份树脂的蠕动泵按照质量比为1:4的比例打出的叔胺类环氧固化剂和脂肪族环氧树脂，经静态混合器混合后定量注入分段加热模具的外层树脂胶槽内，使经过此处有强度的复合材料表层浸润一层新的脂肪族树脂。
步骤六、纤维增强材料在牵引机的带动下，进入分段加热模具固化区，进行固化升温，继续升温至230℃，外层树脂在温度和催化剂的共同作用下快速固化，内层树脂也在高温作用下进一步固化，形成有强度的复合材料。
步骤七、外层树脂固化后也会发生轻微收缩，在内脱模剂的共同作用下，在模具尾段出模，并对型材进行切割、修整处理。
实施例6
采用拉挤成型工艺制备耐光老化玻璃钢扁条，具体包括如下步骤：
步骤一、在内层芳香族双组份树脂的蠕动泵按照重量比为1:2的比例打出的多元醇交联剂和聚氨酯芳香族树脂，经静态混合器混合后定量注入密闭注胶盒内。
步骤二、将玄武岩纤维或玄武岩纤维织物牵引机的带动下以150cm/min的速度经过拉挤成型装置，依次通过集束架、导纱板汇聚成股，然后通过注胶盒，并使之与多元醇交联剂和芳香族聚氨酯预缩体的混合树脂充分浸润。
步骤三、在牵引浸渍有树脂的纤维增强材料进入加热分段加热模具的前段，对分段加热模具的前段加热至100℃，且保持恒温加热。
步骤四、在经过模具预热区、凝胶区的加热至180℃，经树脂浸润的连续纤维在模具总长的2/3处左右，聚氨酯树脂在温度和催化剂的共同作用下快速初步固化，形成有强度的复合材料，并且该复合材料因固化而发生了轻微收缩并与模具发生脱离。
步骤五、外层脂肪族双组份树脂的蠕动泵按照质量比为1:2.5的比例打出的多元醇交联剂和脂肪族聚氨酯树脂，经静态混合器混合后定量注入分段加热模具的外层树脂胶槽内，使经过此处有强度的复合材料表层浸润一层新的脂肪族树脂。
步骤六、纤维增强材料在牵引机的带动下，进入分段加热模具固化区，进行固化升温，继续升温至200℃，外层树脂在温度和催化剂的共同作用下快速固化，内层树脂也在高温作用下进一步固化，形成有强度的复合材料。
步骤七、外层树脂固化后也会发生轻微收缩，在内脱模剂的共同作用下，在模具尾段出模，并对型材进行切割、修整处理。
对比例1
采用拉挤成型工艺制备耐光老化玻璃钢扁条，具体包括如下步骤：
步骤一、在内层芳香族双组份树脂的蠕动泵按照重量比为1:2的比例打出的多元醇交联剂和聚氨酯芳香族树脂，经静态混合器混合后定量注入密闭注胶盒内。
步骤二、将玄武岩纤维或玄武岩纤维织物牵引机的带动下以150cm/min的速度经过拉挤成型装置，首先经过导纱板、上下两个输送以苯乙烯为稀释剂的油性油漆的胶辊中间，然后通过注胶盒，并使之与多元醇交联剂和芳香族聚氨酯预缩体的混合树脂充分浸润。
步骤三、在牵引浸渍有树脂的纤维增强材料进入加热分段加热模具的前段，对分段加热模具的前段加热至100℃，且保持恒温加热。
步骤四、在经过模具预热区、凝胶区的加热至180℃，经树脂浸润的连续纤维在模具总长的2/3处左右，聚氨酯树脂在温度和催化剂的共同作用下快速初步固化，形成有强度的复合材料，并且该复合材料因固化而发生了轻微收缩并与模具发生脱离。
步骤五、纤维增强材料在牵引机的带动下，进入分段加热模具固化区，进行固化升温，继续升温至160℃，树脂在温度和催化剂的共同作用下快速固化，形成有强度的复合材料。
步骤六、树脂固化后也会发生轻微收缩，在内脱模剂的共同作用下，在模具尾段出模，并对型材进行切割、修整处理。
对比例2
在对比例1的基础上，去掉步骤二中辊涂油性油漆的工艺，其它步骤相同，形成有强度的复合材料；然后浸涂氟碳油漆，待油漆干透，即为目标产物。
对比例3
在对比例1的基础上，去掉步骤二中辊涂油性油漆的工艺，然后在多元醇交联剂加入含有市售UV-2935（常州新策高分子材料有限公司）紫外线吸收剂，其它步骤相同，形成有强度的复合材料。
检测例
待实施例1～6、对比例1～3中的制品冷却后，将其切割成100mm×10mm×3mm的样条，在室温下再放置一周，然后进行性能测试（玻璃钢拉伸强度测试标准：GB/T 13096；紫外光老化测试条件：ASTM G-154）。具体实验数据如下表：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
从上表可以看出，6个实施例在经过1000h的紫外老化后，性能保持率均在82%-86%间，基本保持在同一水平上，甚至略高于对比例。
实施例4和对比例1～3均为采用本发明工艺、采用相同的增强纤维和树脂制备的玻璃钢材料，从测试数据上看，紫外老化后性能保持率在同一水平，但采用本发明工艺制备的玻璃钢材料中的脂肪族树脂层和芳香族树脂层通过化学键交联，强度大、不会发生分离，不会像油漆等填料一样容易自然脱落；而且由于其表层为脂肪族树脂，硬度较油漆类涂层大，不易被损伤；而且表面脂肪族树脂层不含纤维，即便发生损伤，不会使光线进入到树脂和纤维结合处，制品不会发生光老化。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种纤维增强双层树脂复合材料，其特征在于，通过一次拉挤成型工艺制备得到的内层为芳香族树脂、外层为脂肪族树脂的纤维增强复合材料。
2.根据权利要求1所述的纤维增强双层树脂复合材料，其特征在于，所述内层芳香族树脂至少为环氧树脂、聚氨酯树脂、不饱和树脂、乙烯基树脂或酚醛树脂中的一种。
3.根据权利要求1所述的纤维增强双层树脂复合材料，其特征在于，所述外层脂肪族树脂至少为环氧树脂或聚氨酯树脂中的一种。
4.一种权利要求1～3任一项所述的纤维增强双层树脂复合材料的拉挤成型装置，其特征在于，包括：
纱线供给组件，包括由若干缠绕有增强材料的卷筒组成的纱架，设置在所述纱架沿着增强材料运动的一侧、由若干个导向轮组成的集束架，以及设置在所述集束架沿着增强材料运动的一侧导纱板；
固化成型组件，包括设置所述导纱板沿着增强材料运动一侧的封闭注胶盒，与所述注胶盒密闭相连的内层芳香族树脂注胶系统，设置在所述注胶盒沿着增强材料运动一侧的、内部设置有胶槽的模具，以及与所述模具内部胶槽密闭相连的外层脂肪族树脂注入系统；其中，所述模具为分段加热模具，沿着增强材料运动大方向依次为预热区、凝胶区和固化区，在所述凝胶区与固化区之间设置有外层脂肪族树脂胶槽，所述外层脂肪族树脂胶槽的截面形状与模腔的外形相同或相似，且在所述模具内表面之间留有预定的宽度和深度；
牵引切割组件，包括设置在所述模具沿着增强材料运动一侧的牵引装置，以及设置牵引装置沿着增强材料运动一侧的切割装置；
拉挤设备平台，所述固化成型组件和牵引切割组件均通过型材固定安装在所述拉挤设备平台上。
5.根据权利要求4所述的纤维增强双层树脂复合材料的拉挤成型装置，其特征在于，所述纱架上的增强材料依次经过集束架、导纱板、注胶盒、模具、牵引装置和切割装置。
6.根据权利要求4所述的纤维增强双层树脂复合材料的拉挤成型装置，其特征在于，所述的内层芳香族树脂注胶系统和外层脂肪族树脂注胶系统一致，均包括：A料罐，B料罐，与所述A料罐和B料罐下方分别连接的两个蠕动泵和流量计，以及用于混合A料、B料的静态混合器模块。
7.根据权利要求6所述的纤维增强双层树脂复合材料的拉挤成型装置，其特征在于，所述内层芳香族树脂注胶系统和外层脂肪族树脂注胶系统的动力源还可以是通过重力、真空压力或柱塞泵、齿轮泵将润滑剂注入到注胶盒和模具内部的外层树脂胶槽内。
8.一种权利要求1～3任一项所述的纤维增强双层树脂复合材料的拉挤成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、内层芳香族双组份树脂的蠕动泵按照预定比例打出的A组分和B组分，经静态混合器混合后定量注入密闭注胶盒内；
步骤二、将纤维或纤维织物牵引机的带动下，通过集束架、导纱板汇聚成股，然后以预定速度通过注胶盒；
步骤三、在牵引浸渍有树脂的纤维增强材料进入加热分段加热模具的前段，对分段加热模具的前段加热至25～130℃，且保持恒温加热；
步骤四、在经过模具预热区、凝胶区的加热至150~220℃，经树脂浸润的连续纤维在模具总长的2/3处左右，树脂在温度和催化剂的共同作用下快速初步固化，形成有强度的复合材料，并且该复合材料因固化而发生了轻微收缩并与模具发生脱离；
步骤五、外层脂肪族双组份树脂的蠕动泵按照预定比例打出的A组分和B组分，经静态混合器混合后定量注入分段加热模具的外层树脂胶槽内，使经过此处有强度的复合材料表层浸润一层新的脂肪族树脂；
步骤六、纤维增强材料在牵引机的带动下，进入分段加热模具固化区，进行固化升温，继续升温至180～250℃，外层树脂在温度和催化剂的共同作用下快速固化，内层树脂也在高温作用下进一步固化，形成有强度的复合材料；
步骤七、外层树脂固化后也会发生轻微收缩，在内脱模剂的共同作用下，在模具尾段出模，并对型材进行切割、修整处理。
9.根据权利要求8所述的纤维增强双层树脂复合材料的拉挤成型工艺，其特征在于，所述内层芳香族双组份树脂至少为环氧树脂、聚氨酯树脂、不饱和树脂、乙烯基树脂或酚醛树脂中的一种。
10.根据权利要求8所述的纤维增强双层树脂复合材料的拉挤成型工艺，其特征在于，所述外层脂肪族双组份树脂至少为环氧树脂或聚氨酯树脂中的一种。
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