金属薄层防护型碳纤维板及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属薄层防护型碳纤维板及其制作方法，金属薄层防护型碳纤维板包括上下保护层之间的碳纤维层，上保护层和下保护层均为金属材料层，碳纤维层为浸渍基体树脂后的碳纤维原纱。其制作方法步骤：A、将设置于张力纱架上的上下保护层的原料金属带及碳纤维原纱穿过分纱装置，分别进行预处理；B、将所述碳纤维原纱充分浸渍基体树脂，再与所述上保护层和所述下保护层一同进入预成型，成型，后处理装置中完全固化，在牵引机的作用下完成连续制作出成品。本发明可以解决现有碳纤维板表面碳纤维的抗剪切性能差及表面强度低韧性差的问题。
【专利说明】金属薄层防护型碳纤维板及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑材料加工【技术领域】，尤其是一种金属薄层防护型碳纤维板及其制作方法。
【背景技术】
[0002]碳纤维板材为新型高强材料，在土木建筑工程中通常贴在建筑构件表面，用于加固或修复构件，加强构件的强度。
[0003]目前工程上趋向于将碳纤维板采用预应力技术，即两端采用锚具将其张拉锚固，然后再粘在构件表面，以有效提高其利用效率。由于碳纤维材料的各向异性，碳纤维板材虽然拉伸强度高，但横向剪切强度低，在进行张拉锚固过程中锚具容易切断碳纤维丝，而且还容易打滑夹不住，锚固质量受操作人员影响因素很大。此外，成品送到工地，运输及施工过程中，碳纤维板表面容易碰伤、刮伤，造成整件制品报废，极大影响施工效率。
[0004]申请号为200910209811.1名称为混合型碳纤维板及其制作方法的专利，公开了一种复合型碳纤维板及其制作方法，它将高强细钢丝包裹在碳纤维材料中制成复合碳纤维板，增强了板材的延伸率及层间剪切力，但仍未解决表面碳纤维的抗剪切性能差的问题。特别是用于预应力张拉施工中的碳纤维板，如果表层碳纤维丝在施工前、后发生碰伤断裂，仍然影响纤维板的整体强度，更有可能导致整板失效。
[0005]申请号为201320173803.8名称为用于修复和加固古建筑的碳纤维板的专利，公开了一种修复和加固古建筑的碳纤维板的方法，它在碳纤维板表面设有两层保护离型膜，主要是保护与防水。之所以设置为离型膜，即为施工使用时方便将膜撕下，如同其权利要求所述，两层保护层均为可剥离，因为在进行碳纤维板加固时，碳纤维板材料需要与被加固构件采用粘合剂粘在一起。如果加固时要求碳纤维板施加预应力，也必须将离型膜撕下，否则会影响锚具的夹持性能。而且，这种保护膜为塑料制品，强度极低，对碳纤维板的保护仍然有限，还是容易碰伤、刮伤碳纤维板表面。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种金属薄层防护型碳纤维板及其制作方法，以解决现有碳纤维板表面碳纤维的抗剪切性能差及表面强度低韧性差的问题。
[0007]为了解决上述问题，本金属薄层防护型碳纤维板所采用的技术方案是:本金属薄层防护型碳纤维板包括上保护层和下保护层之间的碳纤维层，所述上保护层和所述下保护层均为金属材料层，，所述碳纤维层为浸溃基体树脂后的碳纤维原纱。
[0008]上述技术方案中，更为具体的方案可以是:所述上保护层和所述下保护层的厚度均在0.05毫米?2毫米范围内。
[0009]进一步的:所述上保护层和所述下保护层均为密度小于每立方厘米4.5克的硬度范围在40HBS?200HBS的耐磨金属材料层。
[0010]进一步的:所述耐磨金属材料为铝或铝合金。
[0011]为了解决上述问题，本金属薄层防护型碳纤维板所采用的技术方案还可以是:本金属薄层防护型碳纤维板包括上保护层和下保护层之间的碳纤维层，所述碳纤维层与所述上保护层之间和所述碳纤维层与所述下保护层之间均通过粘结剂粘结。
[0012]上述技术方案中，更为具体的方案可以是:所述上保护层和所述下保护层的厚度均在0.05毫米?2毫米范围内。
[0013]进一步的:所述上保护层和所述下保护层均为密度小于每立方厘米4.5克的硬度范围在40HBS?200HBS的耐磨金属材料层。
[0014]进一步的:所述耐磨金属材料为铝或铝合金。
[0015]为了解决上述问题，本金属薄层防护型碳纤维板的制作方法所采用的技术方案是:包括如下步骤:
A、将设置于张力纱架上的所述上保护层的原料金属带和所述下保护层的原料金属带及所述碳纤维原纱穿过分纱装置，所述碳纤维原纱在前处理装置中进行温度和湿度调节处理，所述上保护层的原料金属带和所述下保护层的原料金属带进入相应的前处理装置中进行前处理，所述前处理主要是采用酸性或碱性液体介质将金属板清洗干净，即形成上方为所述保护层，下方为所述下保护层，中间为所述碳纤维原纱的布置；
B、将所述碳纤维原纱进入树脂浸溃槽中充分浸溃基体树脂，再与所述上保护层和所述下保护层一同进入预成型模具，一同成型固化，再进入成型模具最后成型固化，成型固化后的具有保护层的碳纤维板在后处理装置中完全固化，在牵引机的作用下完成连续制作，即形成金属薄层防护型碳纤维板成品。
[0016]由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
1、本金属薄层防护型碳纤维板采用硬度适中、延伸率大的铝或铝合金薄层作为保护层，由于金属具有一定的强度和韧性，与加固结构粘贴时，无需剥离表面保护层；
2、本金属薄层防护型碳纤维板的制作方法的金属保护层具有一定的强度和韧性，碳纤维板被锚固夹持时受力较均匀，也可直接采用锚具夹持碳纤维板，很好地解决碳纤维板在施工现场受操作人员水平限制，碳纤维丝易被剪断、碰伤的问题，提高工程施工效率；
3、本金属薄层防护型碳纤维板采用的金属保护层为耐腐蚀的金属材料，很好地解决了保护层自身的防腐问题，施工完成后无需再做防腐处理；
4、本金属薄层防护型碳纤维板的金属保护层不影响碳纤维板的弯卷。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是本发明加工不意图；
图3是本发明实施例二的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明作进一步详述:
实施例一:
如图1所示的本金属薄层防护型碳纤维板，它包括上保护层1，下保护层3及设置在上保护层I和下保护层3之间的碳纤维层2，上保护层和下保护层均为金属材料层，碳纤维层2为浸溃基体树脂后的碳纤维原纱。上保护层I和下保护层3的厚度均为0.05毫米的硬度为40HBS的延伸率大于10%的铝材料层。
[0019]实施例二:
如图3所示的本金属薄层防护型碳纤维板，它包括上保护层1，下保护层3及设置在上保护层I和下保护层3之间的碳纤维层2，碳纤维层2与上保护层I之间和碳纤维层2与下保护层3之间均通过粘结剂11粘结。上保护层I和下保护层3的厚度均为2毫米的硬度为200HBS的铝合金材料层。在其他实施例中，上保护层和下保护层还可以是密度小于每立方厘米4.5克的硬度为40HBS的延伸率大于10%的任一种金属材料层。
[0020]实施例三:
如图2所示，制作一种金属薄层防护型碳纤维板，它的上保护层I和下保护层3的厚度均为0.1毫米的铝材料层，其他结构如实施例一，其步骤如下:
A、将设置于张力纱架4上的上保护层I的原料金属带和下保护层5的原料金属带及碳纤维原纱21穿过分纱装置5，碳纤维原纱21在前处理装置6中进行温度和湿度调节处理，上保护层I的原料金属带和下保护层5的原料金属带进入相应的前处理装置6中进行前处理，所述前处理主要是采用酸性或碱性液体介质将金属板清洗干净，即形成上方为保护层1，下方为下保护层3，中间为碳纤维原纱21的布置。
[0021]B、将碳纤维原纱21进入树脂浸溃槽7中充分浸溃基体树脂，再与上保护层I和下保护层3 —同进入预成型模具9，一同成型固化，再进入成型模具10最后成型固化，成型固化后的具有保护层的碳纤维板在后处理装置11中完全固化，在牵引机12的作用下完成连续制作，即形成金属薄层防护型碳纤维板成品13。
[0022]当上保护层和下保护层为0.1mm厚的铝板时，经测算，成本只增加不到2%，在施工期间基本无损耗；而如果不加防护，碳纤维板在整个施工期间，由于刮碰等原因，施工损耗会超过5%。可见使用金属薄层防护的碳纤维板节省费用。
【权利要求】
1.一种金属薄层防护型碳纤维板，包括上保护层和下保护层之间的碳纤维层，其特征在于:所述上保护层和所述下保护层均为金属材料层，所述碳纤维层为浸溃基体树脂后的碳纤维原纱。
2.根据权利要求1所述的金属薄层防护型碳纤维板，其特征在于:所述上保护层和所述下保护层的厚度均在0.05毫米?2毫米范围内。
3.根据权利要求1或2所述的金属薄层防护型碳纤维板，其特征在于:所述上保护层和所述下保护层均为密度小于每立方厘米4.5克的硬度范围在40HBS?200HBS的耐磨金属材料层。
4.根据权利要求3所述的金属薄层防护型碳纤维板，其特征在于:所述耐磨金属材料为招或招合金。
5.一种金属薄层防护型碳纤维板，包括上保护层和下保护层之间的碳纤维层，其特征在于:所述碳纤维层与所述上保护层之间和所述碳纤维层与所述下保护层之间均通过粘结剂粘结。
6.根据权利要求5所述的金属薄层防护型碳纤维板，其特征在于:所述上保护层和所述下保护层的厚度均在0.05毫米?2毫米范围内。
7.根据权利要求5或6所述的金属薄层防护型碳纤维板，其特征在于:所述上保护层和所述下保护层均为密度小于每立方厘米4.5克的硬度范围在40HBS?200HBS的耐磨金属材料层。
8.根据权利要求7所述的金属薄层防护型碳纤维板，其特征在于:所述耐磨金属材料为招或招合金。
9.一种根据权利要求1至4任一项所述的金属薄层防护型碳纤维板的制作方法，其特征在于:包括如下步骤: A、将设置于张力纱架上的所述上保护层的原料金属带和所述下保护层的原料金属带及所述碳纤维原纱穿过分纱装置，所述碳纤维原纱在前处理装置中进行温度和湿度调节处理，所述上保护层的原料金属带和所述下保护层的原料金属带进入相应的前处理装置中进行前处理，所述前处理主要是采用酸性或碱性液体介质将金属板清洗干净，即形成上方为所述保护层，下方为所述下保护层，中间为所述碳纤维原纱的布置； B、将所述碳纤维原纱进入树脂浸溃槽中充分浸溃基体树脂，再与所述上保护层和所述下保护层一同进入预成型模具，一同成型固化，再进入成型模具最后成型固化，成型固化后的具有保护层的碳纤维板在后处理装置中完全固化，在牵引机的作用下完成连续制作，即形成金属薄层防护型碳纤维板成品。
【文档编号】B32B15/20GK104514384SQ201310707828
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】唐晨晏, 文菁玲 申请人:唐晨晏, 文菁玲