CN111976172A - 一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料、生产方法及制品 - Google Patents

一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料、生产方法及制品 Download PDF

Info

Publication number
CN111976172A
CN111976172A CN202010935019.0A CN202010935019A CN111976172A CN 111976172 A CN111976172 A CN 111976172A CN 202010935019 A CN202010935019 A CN 202010935019A CN 111976172 A CN111976172 A CN 111976172A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fibers
glass
carbon
fiber
carbon fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010935019.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张健侃
张岩
王运明
赵峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhenshi Huafeng Zhejiang Carbon Fiber Material Co ltd
Original Assignee
Zhenshi Group Huazhi Research Institute Zhejiang Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhenshi Group Huazhi Research Institute Zhejiang Co Ltd filed Critical Zhenshi Group Huazhi Research Institute Zhejiang Co Ltd
Priority to CN202010935019.0A priority Critical patent/CN111976172A/zh
Publication of CN111976172A publication Critical patent/CN111976172A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/521—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die and impregnating the reinforcement before the die
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/525—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/043—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14—Glass

Abstract

本发明公开了一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料、生产方法及制品，其中，生产方法包括以下步骤：牵引按照预定规则排列的碳纤维和玻璃纤维进入浸胶槽，将碳纤维与玻璃纤维浸润在浸胶槽的树脂中；牵引碳纤维和玻璃纤维穿过沥胶格栅的栅格沥去碳纤维和玻璃纤维表面多余的树脂；牵引碳纤维和玻璃纤维穿过第一预成型板，第一预成型板上开设有具有预定形状的第一预成型孔，第一预成型孔将碳纤维和玻璃纤维挤压成第一预定形状的碳纤维‑玻璃纤维结构；牵引第一预定形状的碳纤维‑玻璃纤维结构进入拉挤模具。本申请的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料具备碳纤维部分优良的力学性能，碳纤维和玻璃纤维良好兼容。

Description

一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料、生产方法及制品
技术领域
本发明涉及拉挤技术领域，尤其涉及一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料、生产方法及制品。
背景技术
目前拉挤成型工艺所用的增强材料主要为碳纤维、玻璃纤维等类型，成型方式多数采用单一增强材料来生产制品，仅发挥了其材料本身的优势，且两种材料的性能和成本差距很大。纯碳纤维拉挤材料或制品力学性能优异，特别是模量和抗疲劳性能方面表现出色，拉伸模量和疲劳M值是普通玻璃纤维2倍以上。但碳纤维价格昂贵，是普通玻纤的十几倍以上，拉挤而成的制品价格也相对很高；而相对于普通纯玻纤拉挤材料或制品，在拉伸和疲劳上改进和提升都相当困难；这就造成了两种材料在性能和价格上的两个极端，在产品的设计和选型，特别是在风能上叶片的设计、选型和使用上都存在了一定的局限性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料及其生产方法，生产方法拉挤得到的碳纤维-玻璃纤维的复合拉挤材料缩小了两种增强材料在性能和成本上的差距，既能发挥其本身材料的优势，同时又可以很好的兼容。
根据本申请的一个方面，提供了一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料，包括碳纤维、玻璃纤维以及树脂，以体积百分比计，碳纤维和玻璃纤维总含量为拉挤材料的50％～75％，碳纤维的含量为碳纤维和玻璃纤维总含量的10％以上。
可选择地，碳纤维聚集分布在预定区域或均匀分布在玻璃纤维中。
可选择地，碳纤维形成碳纤维框架，玻璃纤维包覆在碳纤维框架中。
根据本申请的另一个方面，提供了一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料的生产方法，在碳纤维和玻璃纤维拉挤材料的拉挤系统中进行，拉挤系统包括纱架、浸胶槽、沥胶格栅、第一预成型板和拉挤模具；生产方法包括以下步骤：S1牵引按照预定规则排列的碳纤维和玻璃纤维进入浸胶槽，将碳纤维与玻璃纤维浸润在浸胶槽的树脂中；S2牵引碳纤维和玻璃纤维穿过沥胶格栅的栅格沥去碳纤维和玻璃纤维表面多余的树脂；S3牵引碳纤维和玻璃纤维穿过第一预成型板，第一预成型板上开设有具有预定形状的第一预成型孔，第一预成型孔将碳纤维和玻璃纤维挤压成第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构；S4牵引第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构进入拉挤模具中，第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构经过拉挤模具的温度依次升高的第一加热区、第二加热区、第三加热区固化成型，从拉挤模具中拉出得到碳纤维和玻璃纤维混合的拉挤材料；其中，牵引碳纤维和玻璃纤维的牵引速度为0.2-2m/min。
可选择地，生产系统还包括设置在纱架和浸胶槽之间的中间孔板，中间孔板包括多个通孔；浸胶槽的第一端壁包括第一穿纱板，第一穿纱板包括多个第一孔；第二端壁包括第二穿纱板，浸胶槽的第二穿纱板包括多个第二孔；步骤S1中包括步骤如下：S11将碳纤维和玻璃纤维按照预定规则排列在纱架上，碳纤维聚集分布在预定区域或均匀分布在玻璃纤维之间；S12牵引碳纤维和玻璃纤维按照预定规则穿过中间孔板的通孔，每个通孔穿过预定根数的碳纤维和/或玻璃纤维；S13牵引碳纤维和玻璃纤维按照预定规则穿过浸胶槽的第一穿纱板的第一孔；S14牵引碳纤维和玻璃纤维按照预定规则从浸胶槽中穿过，再牵引碳纤维和玻璃纤维从浸胶槽的第二穿纱板的第二孔穿出浸胶槽；碳纤维穿过中间孔板再穿过浸胶槽的第一穿纱板的穿纱路线为直线；玻璃纤维穿过中间孔板再穿过浸胶槽的第一穿纱板进入浸胶槽的穿纱路线为直线。
可选择地，第一孔包括多个第一穿纱孔、多个第二穿纱孔和多个第三穿纱孔；步骤S14包括步骤如下：步骤S141，部分玻璃纤维分为M组，每组包括m根玻璃纤维，M组玻璃纤维分别穿过第一穿纱孔进入浸胶槽，m根玻璃纤维共同浸胶形成第一玻璃纤维束；另一部分玻璃纤维分为N组，每组包括n根玻璃纤维，N组玻璃纤维分别穿过第二穿纱孔进入浸胶槽，n根玻璃纤维共同浸胶形成第二玻璃纤维束；牵引碳纤维穿过第三穿纱孔，每个第三穿纱孔穿过一根或多根碳纤维；其中，m≥1，n≥1。
可选择地，碳纤维和玻璃纤维穿过沥胶格栅的栅格的沥胶轨迹为波浪凹凸型。
可选择地，步骤S3之后，步骤S4之前还包括以下步骤：S5牵引第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构穿过第二预成型板，第二预成型板上开设有具有预定形状的第二预成型孔；第二预成型孔形状相对于第一预成型孔以预定比例缩小；第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构穿过第二预成型板被挤压成第二预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构；步骤S4中牵引第二预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构进入拉挤模具中。
可选择地，步骤S4之后还包括后固化步骤S6：步骤S6将碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料送入到后固化区，在预定温度环境中加热碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料使其进一步固化。
根据本申请的又一个方面，提供了一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤制品，其特征在于，包括上述碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料。
本申请的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料是一种介于碳纤维拉挤材料和玻纤维拉挤材料的中间替代材料，具备碳纤维部分优良的力学性能，碳纤维和玻璃纤维良好兼容。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料的生产方法的流程图；
图2是碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料的生产方法的生产线的示意图；
图3是实施例中第一穿纱板的示意图；
图4是实施例中碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料的结构示意图；
图5是另一实施例中第一穿纱板的示意图；
图6是另一实施例中的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料的结构示意图；
图7是图6的拉挤材料的俯视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征向量可以相互任意组合。
目前拉挤成型工艺所用的增强材料主要为碳纤维、玻璃纤维等类型，成型方式多数采用单一增强材料来生产制品，仅发挥了其材料本身的优势，且两种材料的性能和成本差距很大。纯碳纤拉挤材料或制品力学性能优异，特别是模量和抗疲劳性能方面表现出色，拉伸模量和疲劳M值是普通玻璃纤维2倍以上(碳纤维拉挤材料的拉伸模量150GPa以上，M值20左右，普通玻纤拉挤材料以E7为例拉伸模量在60GPa左右，M值在8-10)。但碳纤维价格昂贵，是普通玻纤的十几倍以上，拉挤而成的制品价格也相对很高；而相对于普通纯玻纤拉挤材料或制品，在拉伸和疲劳上改进和提升都相当困难；这就造成了两种材料在性能和价格上的两个极端，在产品的设计和选型，特别是在风能上叶片的设计、选型和使用上都存在了一定的局限性。
本申请提供了一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料，由碳纤维和玻璃纤维共同拉挤而成，通过改进拉挤方法，提高玻璃纤维和碳纤维的兼容性，同时更好的发挥碳纤维的性能。
本申请的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料，包括碳纤维、玻璃纤维以及树脂，以体积百分比计，碳纤维和玻璃纤维总含量为拉挤材料的50％～75％，碳纤维的含量为碳纤维和玻璃纤维总含量的10％以上。
作为一种示例，碳纤维聚集分布在预定区域或均匀分布在玻璃纤维中。
作为一种示例，碳纤维形成碳纤维框架，玻璃纤维包覆在碳纤维框架中。
作为一种示例，树脂为环氧树脂或乙烯基树脂。
基于上述示例，一种可行的实施方式，树脂中进一步添加有脱模剂、适当的填料等。
其中，本申请的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料由本申请的生产方法生产得到。
本申请的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料的生产方法，在碳纤维和玻璃纤维拉挤材料的拉挤系统中进行，如图2所示，拉挤系统包括纱架01、浸胶槽03、沥胶格栅04、第一预成型板05和拉挤模具06。
如图1所示，本申请的生产方法包括以下步骤：
S1牵引按照预定规则排列的碳纤维和玻璃纤维进入浸胶槽03，将碳纤维与玻璃纤维浸润在浸胶槽03的树脂中。
S2牵引碳纤维和玻璃纤维穿过沥胶格栅04的栅格沥去碳纤维和玻璃纤维表面多余的树脂。
S3牵引碳纤维和玻璃纤维穿过第一预成型板05，第一预成型板05上开设有具有预定形状的第一预成型孔，第一预成型孔将碳纤维和玻璃纤维挤压成第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构。
S4牵引第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构进入拉挤模具06中，第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构经过拉挤模具06的温度依次升高的第一加热区、第二加热区、第三加热区固化成型，从拉挤模具06中拉出得到碳纤维和玻璃纤维混合的拉挤材料。
其中，牵引碳纤维和玻璃纤维的牵引速度为0.2-2m/min。
作为一种示例，浸胶槽03为恒温封闭循环式浸胶，浸胶槽03中的树脂温度维持在30℃～40℃。
作为一种示例，第一加热区、第二加热区、第三加热区在130℃～190℃温度区间温度逐渐升高。例如第一加热区为130℃～140℃，第二加热区为150℃～170℃，第三加热区为170℃～190℃。
作为一种示例，如图1所示，生产系统还包括设置在纱架01和浸胶槽03之间的中间孔板02，中间孔板02包括多个通孔；浸胶槽03的第一端壁包括第一穿纱板031，第一穿纱板031包括多个第一孔；第二端壁包括第二穿纱板032，浸胶槽03的第二穿纱板032包括多个第二孔。
步骤S1中包括步骤如下：
S11将碳纤维和玻璃纤维按照预定规则排列在纱架01上，碳纤维聚集分布在预定区域或均匀分布在玻璃纤维之间。
S12牵引碳纤维和玻璃纤维按照预定规则穿过中间孔板02的通孔，每个通孔穿过预定根数的碳纤维和/或玻璃纤维。
S13牵引碳纤维和玻璃纤维按照预定规则穿过浸胶槽03的第一穿纱板031的第一孔。
S14牵引碳纤维和玻璃纤维按照预定规则从浸胶槽03中穿过，再牵引碳纤维和玻璃纤维从浸胶槽03的第二穿纱板032的第二孔穿出浸胶槽03。
碳纤维穿过中间孔板02再穿过浸胶槽03的第一穿纱板031的穿纱路线为直线；玻璃纤维穿过中间孔板02再穿过浸胶槽03的第一穿纱板031进入浸胶槽03的穿纱路线为直线。
作为一种示例，第一孔包括多个第一穿纱孔0311、多个第二穿纱孔0312和多个第三穿纱孔0313。
步骤S14包括步骤如下：步骤S141，部分玻璃纤维分为M组，每组包括m根玻璃纤维，M组玻璃纤维分别穿过第一穿纱孔0311进入浸胶槽03，m根玻璃纤维共同浸胶形成第一玻璃纤维束；另一部分玻璃纤维分为N组，每组包括n根玻璃纤维，N组玻璃纤维分别穿过第二穿纱孔0312进入浸胶槽03，n根玻璃纤维共同浸胶形成第二玻璃纤维束；牵引碳纤维穿过第三穿纱孔0313，每个第三穿纱孔0313穿过一根或多根碳纤维；其中，m≥1，n≥1。
作为一种示例，碳纤维和玻璃纤维穿过沥胶格栅04的栅格的沥胶轨迹为波浪凹凸型。在此条件下，在挤出碳纤维和玻璃纤维表面多余树脂的同时，保持了碳纤维和玻璃纤维的张力，此步骤中玻璃纤维曲线沥胶保持了玻璃纤维的直线度，玻璃纤维的直线度高，降低拉挤阻力，最大限度的维持了玻璃纤维的拉伸模量和抗疲劳性能，减小玻璃纤维和碳纤维的性能差距，更好的发挥碳纤维在复合拉挤材料中的优异性能。
作为一种示例，沿拉挤方向，沥胶格栅04包括垂直于复合材料的拉挤方向的若干块格栅041；格栅包括水平设置的多条相互平行的格栅条，相邻的格栅条之间形成栅格，格栅的栅格的排数与第一穿纱板031上第一孔的排数相同；碳纤维和玻璃纤维从浸胶槽03穿出后，阵列分层穿过格栅的栅格沥去纤维表面多余的树脂；其中，相邻格栅设置的高度不同，碳纤维和玻璃纤维穿过若干块格栅041的栅格的轨迹呈波浪凹凸型。
作为一种示例，步骤S3之后，步骤S4之前还包括以下步骤：
S5牵引第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构穿过第二预成型板，第二预成型板上开设有具有预定形状的第二预成型孔；第二预成型孔形状相对于第一预成型孔以预定比例缩小；第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构穿过第二预成型板被挤压成第二预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构。步骤S4中牵引第二预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构进入拉挤模具06中。
作为一种示例，第二预成型孔的尺寸为第一预成型孔的0.6～0.8，此步骤减轻了后续拉挤过程的操作难度。
作为一种示例，步骤S4之后还包括后固化步骤S6：
步骤S6将碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料送入到后固化区07，在预定温度环境中加热碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料使其进一步固化。在此条件下，后固化可进一步消除复合拉挤材料的内应力，提高复合拉挤材料中碳纤维和玻璃纤维的胶接强度。
作为一种示例，沿着复合材料拉挤生产线方向，后固化区07包括依次设置的至少一个烘箱070，烘箱温度为130℃～190℃。例如沿着生产线方向，后固化区包括依次设置的第一烘箱、第二烘箱和第三烘箱，第一烘箱的温度为130℃～140℃，第二烘箱的温度为150℃～170℃，第三烘箱的温度为170℃～190℃。
作为本示例的一个具体实施例，如图2所示，浸胶槽03的第一穿纱板031为阵列孔板，第二穿纱板032和第一穿纱板031为相同的阵列孔板。
第一穿纱板031包括P排、Q列的第一孔；第一排、第二排第一孔为第三穿纱孔0313；第P排、第P-1排第一孔为第三穿纱孔0313。第三排到第P-2排为依次交替设置的第一穿纱孔排和第二穿纱孔排。
基于上述示例，一种可行地实施方式，2根玻璃纤维为一组穿过第一穿纱孔0311在浸胶槽03中浸胶粘结成第一玻璃纤维束。每个第二穿纱孔0312穿过1根玻璃纤维进入浸胶槽03中浸胶。每个第三穿纱孔0313穿过1根碳纤维进入浸胶槽03中浸胶。
在此条件下，生产的得到的复合纤维拉挤材料如图4所示，包括碳纤维壳体100和包覆在碳纤维壳体100中的玻璃纤维芯体200；玻璃纤维芯体200包括隔一间隔铺设的第一玻璃纤维层210和第二玻璃纤维层220，第一玻璃纤维层210由第一玻璃纤维束粘结而成；第二玻璃纤维层220由单根玻璃纤维粘结而成。
基于上述示例，一种优选地实施方式，第一穿纱板031的第二排的第一列和第N列的第一孔为第二穿纱孔0312；第M-1排的第一列和第N列的第一孔为第二穿纱孔0312。
作为本申请的另一个实施例，如图5所示，本申请的第一穿纱板031包括用于穿过玻璃纤维的第一穿纱孔0311和用于穿过碳纤维的第三穿纱孔0313。第一穿纱板031为P排、Q列的穿纱孔板，P≥3，Q≥2；第一穿纱板031的第一排和第P排之间的至少一排第一孔全部为用于穿过碳纤维的第三穿纱孔0313。
在此条件下，拉挤得到的拉挤材料如图6所示，包括玻璃纤维层400和形成于玻璃纤维层400之间的碳纤维层500，以增强拉挤材料的拉挤模量和抗疲劳性能。
基于上述示例，一种优选地实施方式，第一穿纱板031的第一排间隔设置有多个第三穿纱孔0313，第一排的穿纱孔为第一穿纱孔0311；第M排间隔设置有多个第三穿纱板0313，第M排的其它穿纱孔为第一穿纱孔0311。在此条件下，如图7所示，生产得到的拉挤材料的玻璃纤维层400远离碳纤维的一侧表面均匀分布有多根碳纤维600。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料，其特征在于，包括碳纤维、玻璃纤维以及树脂，以体积百分比计，所述碳纤维和所述玻璃纤维总含量为所述拉挤材料的50％～75％，所述碳纤维的含量为所述碳纤维和玻璃纤维总含量的10％以上。
2.如权利要求1所述的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料，其特征在于，所述碳纤维聚集分布在预定区域或均匀分布在所述玻璃纤维中。
3.如权利要求1所述的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料，其特征在于，所述碳纤维形成碳纤维框架，所述玻璃纤维包覆在所述碳纤维框架中。
4.一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料的生产方法，其特征在于，在碳纤维和玻璃纤维拉挤材料的拉挤系统中进行，所述拉挤系统包括纱架(01)、浸胶槽(03)、沥胶格栅(04)、第一预成型板(05)和拉挤模具(06)；
所述生产方法包括以下步骤：
S1牵引按照预定规则排列的碳纤维和玻璃纤维进入浸胶槽(03)，将碳纤维与玻璃纤维浸润在所述浸胶槽(03)的树脂中；
S2牵引碳纤维和玻璃纤维穿过沥胶格栅(04)的栅格沥去碳纤维和玻璃纤维表面多余的树脂；
S3牵引碳纤维和玻璃纤维穿过第一预成型板(05)，第一预成型板(05)上开设有具有预定形状的第一预成型孔，第一预成型孔将碳纤维和玻璃纤维挤压成第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构；
S4牵引第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构进入拉挤模具(06)中，第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构经过所述拉挤模具(06)的温度依次升高的第一加热区、第二加热区、第三加热区固化成型，从拉挤模具(06)中拉出得到碳纤维和玻璃纤维混合的拉挤材料；
其中，牵引所述碳纤维和所述玻璃纤维的牵引速度为0.2-2m/min。
5.如权利要求4所述的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料的生产方法，其特征在于，所述生产系统还包括设置在所述纱架(01)和所述浸胶槽(03)之间的中间孔板(02)，所述中间孔板(02)包括多个通孔；所述浸胶槽(03)的第一端壁包括第一穿纱板(031)，所述第一穿纱板(031)包括多个第一孔；第二端壁包括第二穿纱板(032)，所述浸胶槽(03)的所述第二穿纱板(032)包括多个第二孔；
所述步骤S1中包括步骤如下：
S11将碳纤维和玻璃纤维按照预定规则排列在纱架(01)上，所述碳纤维聚集分布在预定区域或均匀分布在所述玻璃纤维之间；
S12牵引碳纤维和玻璃纤维按照预定规则穿过所述中间孔板(02)的所述通孔，每个所述通孔穿过预定根数的碳纤维和/或玻璃纤维；
S13牵引碳纤维和玻璃纤维按照预定规则穿过所述浸胶槽(03)的所述第一穿纱板(031)的第一孔；
S14牵引碳纤维和玻璃纤维按照预定规则从所述浸胶槽(03)中穿过，再牵引碳纤维和玻璃纤维从所述浸胶槽(03)的所述第二穿纱板(032)的第二孔穿出所述浸胶槽(03)；
所述碳纤维穿过所述中间孔板(02)再穿过所述浸胶槽(03)的所述第一穿纱板(031)的穿纱路线为直线；所述玻璃纤维穿过所述中间孔板(02)再穿过所述浸胶槽(03)的所述第一穿纱板(031)进入所述浸胶槽(03)的穿纱路线为直线。
6.如权利要求5所述的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料的生产方法，其特征在于，所述第一孔包括多个第一穿纱孔(0311)、多个第二穿纱孔(0312)和多个第三穿纱孔(0313)；
所述步骤S14包括步骤如下：
步骤S141，部分所述玻璃纤维分为M组，每组包括m根所述玻璃纤维，所述M组玻璃纤维分别穿过所述第一穿纱孔(0311)进入所述浸胶槽(03)，m根所述玻璃纤维共同浸胶形成第一玻璃纤维束；
另一部分所述玻璃纤维分为N组，每组包括n根所述玻璃纤维，所述N组玻璃纤维分别穿过所述第二穿纱孔(0312)进入所述浸胶槽(03)，n根所述玻璃纤维共同浸胶形成第二玻璃纤维束；
牵引所述碳纤维穿过所述第三穿纱孔(0313)，每个所述第三穿纱孔(0313)穿过一根或多根所述碳纤维；
其中，m≥1，n≥1。
7.如权利要求4所述的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料的生产方法，其特征在于，碳纤维和玻璃纤维穿过沥胶格栅(04)的栅格的沥胶轨迹为波浪凹凸型。
8.如权利要求4所述的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料的生产方法，其特征在于，步骤S3之后，步骤S4之前还包括以下步骤：
S5牵引第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构穿过第二预成型板，第二预成型板上开设有具有预定形状的第二预成型孔；
所述第二预成型孔形状相对于所述第一预成型孔以预定比例缩小；所述第一预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构穿过所述第二预成型板被挤压成第二预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构；
所述步骤S4中牵引所述第二预定形状的碳纤维-玻璃纤维结构进入拉挤模具(06)中。
9.如权利要求4所述的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料的生产方法，其特征在于，步骤S4之后还包括后固化步骤S6：
步骤S6将碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料送入到后固化区(07)，在预定温度环境中加热碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料使其进一步固化。
10.一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤制品，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料。
CN202010935019.0A 2020-09-08 2020-09-08 一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料、生产方法及制品 Pending CN111976172A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010935019.0A CN111976172A (zh) 2020-09-08 2020-09-08 一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料、生产方法及制品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010935019.0A CN111976172A (zh) 2020-09-08 2020-09-08 一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料、生产方法及制品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111976172A true CN111976172A (zh) 2020-11-24

Family

ID=73447731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010935019.0A Pending CN111976172A (zh) 2020-09-08 2020-09-08 一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料、生产方法及制品

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111976172A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113738572A (zh) * 2021-10-13 2021-12-03 吉林重通成飞新材料股份公司 一种新型风电叶片主梁、风电叶片
CN114261113A (zh) * 2021-12-28 2022-04-01 北新建材(天津)有限公司 一种净醛玻毡板生产装置
CN114311764A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 振石集团华智研究院(浙江)有限公司 一种复合纤维拉挤制品及拉挤方法
TWI804438B (zh) * 2022-09-23 2023-06-01 安能複材科技股份有限公司 拉擠纖維板材之拉擠成型機構

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113738572A (zh) * 2021-10-13 2021-12-03 吉林重通成飞新材料股份公司 一种新型风电叶片主梁、风电叶片
CN113738572B (zh) * 2021-10-13 2023-08-08 吉林重通成飞新材料股份公司 一种风电叶片主梁、风电叶片
CN114261113A (zh) * 2021-12-28 2022-04-01 北新建材(天津)有限公司 一种净醛玻毡板生产装置
CN114261113B (zh) * 2021-12-28 2023-12-05 北新建材(天津)有限公司 一种净醛玻毡板生产装置
CN114311764A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 振石集团华智研究院(浙江)有限公司 一种复合纤维拉挤制品及拉挤方法
CN114311764B (zh) * 2021-12-29 2024-01-30 振石集团华智研究院(浙江)有限公司 一种复合纤维拉挤制品及拉挤方法
TWI804438B (zh) * 2022-09-23 2023-06-01 安能複材科技股份有限公司 拉擠纖維板材之拉擠成型機構

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111976172A (zh) 一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料、生产方法及制品
EP1237711B1 (en) A reinforcing structure for composite articles
US5122417A (en) Fiber-reinforced composite resin pultrusion products and method of manufacturing the same
EP0033244A2 (en) Fibre reinforced materials and methods of making and using them
JPS6128092A (ja) 複合線条体およびその製造方法
WO1999044810B1 (de) Fasergelegeanordnung und verfahren zur herstellung eines vorformlings
CN106273554B (zh) 用于制造复合增强构件的装置和方法
KR100686084B1 (ko) 유리섬유 촙을 이용한 맨홀뚜껑의 제조방법 및 이에 의해제조된 맨홀뚜껑
RU2381905C2 (ru) Стержень для армирования бетона и способ его изготовления
KR20150079566A (ko) 복합체 구조물을 제조하기 위한 방법 및 장치
CN112497788A (zh) 一种碳玻复合frp光缆加强芯及其生产方法
RU2417889C1 (ru) Технологическая линия для изготовления композитной арматуры
CN112454935A (zh) 用于生产混杂纤维增强聚合物杆的拉挤模具及制备工艺
US6777081B2 (en) Reinforcing structure for stiff composite articles
CN111805944B (zh) 一种连续形变复合材料型材及其制备方法
RU77309U1 (ru) Стержень для армирования бетона
CN212860548U (zh) 一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤装置和拉挤材料
CN114589944B (zh) 一种高转化率的复合材料拉挤平板的制备方法
CN103306150B (zh) 梯形截面的高强度复合材料绞线及其一步法制备方法
JPH0249222B2 (zh)
CN111531922A (zh) 一种高模量玻璃纤维拉挤材料及制品
CN112469551B (zh) 用于制造由复合材料制成的部件的方法
EP0110254B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Federstäben aus Faserverbundwerkstoffen
RU2133670C1 (ru) Способ изготовления профильных изделий из полимерных композиционных материалов и установка для его осуществления
CN104401068A (zh) Frp管道及制作工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220929

Address after: East Room, 1st Floor, Building 3, No. 482, Gaoxin West 1st Road, Fengming Street, Tongxiang City, Jiaxing City, Zhejiang Province, 314500

Applicant after: Zhenshi Huafeng (Zhejiang) Carbon Fiber Material Co.,Ltd.

Address before: 314500 Building 1, 2133, Fazhan Avenue, Tongxiang Economic Development Zone, Tongxiang City, Jiaxing City, Zhejiang Province

Applicant before: Zhenshi group Huazhi Research Institute (Zhejiang) Co.,Ltd.