专利名称：辐射固化强化叠层的制作方法
技术领域：
本发明涉及到纤维增强型聚合物复合强化叠层。特别地，本发明涉及到使用电子束或辐射来粘合或固化强化叠层。
背景技术：
制造柔性纤维增强配管以提供了一种在自然资源开采中使用的柔性管。柔性纤维增强配管可以由强化叠层制成，该强化叠层由纤维增强型聚合物复合带层组成。层间粘合剂可被用于复合带表面，允许复合带之间粘合，以形成强化叠层。使用粘合剂之后，管道可被热固化，从而使层间粘合剂粘合，增强该强化叠层。为了使层间粘合剂热固化，所有的管道组件必须被传送通过一个烤箱或其他大的 加热器，使粘合剂可以被加热到一个合适的固化温度，使得固化均匀连续甚至贯穿整体。
发明内容
一方面，本公开涉及一种将纤维增强型聚合物复合带层粘合在一起以构成强化叠层的方法。该方法包括整合多个复合带层以形成强化叠层，螺旋形的卷绕强化叠层，并且通过对强化叠层进行辐射，来固化多个复合带层的一个或多个表面上的粘合剂。另一方面，本发明涉及一种粘合纤维增强型聚合物复合材料强化叠层的方法。该方法包括整合多个复合带层，每个复合带层包括至少一个富含树脂的表面，用来形成强化叠层，螺旋形的卷绕强化叠层，以及通过对强化叠层进行辐射的方法来粘合强化叠层。另一方面，本发明涉及一种用纤维增强复合管的装置。该装置包括多个用来分配数个纤维增强型聚合带层的带层分配器；使数个复合带层形成至少一个强化叠层的整合器；以及用来固化至少一个强化叠层上的粘合剂的辐射源，其中所述粘合剂位于该复合带层的一个或多个表面上。
结合附图，从下面的描述中本公开的特征将变得更加显而易见。图I是根据本公开一个或多个实施例的固化条带叠层方法的流程图；图2A是根据本公开一个或多个实施例的配管装配线的侧视图。图2B是图2A中配管装配线的一个端视图。图3A是根据本公开一个或多个实施例的带层的透视图。图3B是根据本公开一个或多个实施例的强化叠层的透视图。图4A-4D是根据本公开一个或多个实施例的叠层组件的侧视图。
具体实施例方式为了形成柔性纤维增强配管的特定结构层，“强化叠层”可以是螺旋形缠绕以提供加固、支撑、结构、强度和/或保护。由于强化叠层可以由整合组成强化叠层的纤维增强聚合物复合带层组成，形成配管的强化叠层的构造和应用可能是昂贵的和费时的。強化叠层可以由粘合带层形成，并且其间的粘合可能需要固化来粘合到带层，以实现适当的工作性能。例如，強化叠层可能(希望)具有耐化学性、热绝缘性、结实到足以提供支撑、柔韧到足以提供相对运动和/或滑动、允许配管弯曲的柔韧性，和/或具备其他任何必要和/或需要的运行性能。可以形成強化叠层的带层可以是纤维增强层。具体而言，带层可以包括复合的基质材料和/或聚合物，包括，但并不限于聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚偏ニ卤、卤こ烯聚合物、乙烯基卤化物的共聚物、聚こ烯基酮、聚こ烯醚、聚こ烯 基甲基醚、聚こ烯基芳族、硅树脂、丙烯酸类聚合物、丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸丁酷、聚丙烯腈、丙烯腈-苯こ烯共聚物、こ烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚、环氧树脂、聚氨酯以及聚甲醛和/或它们的组合。复合基质材料和/或组成该带层的聚合物可能是部分或完全固化。进ー步地，带层可以由单向纤维加强。此外，纤维可以由下述材料构成，如芳族聚酰胺、芳族化合物、陶瓷、聚烯烃、碳纤维、石墨纤维、玻璃纤维、E-玻璃、耐化学性的E-玻璃、S-玻璃、金属纤维和/或任何其他的纤维状材料和/或它们的任意組合。在强化叠层装备到配管表面的同时，可以整合复合带层以形成強化叠层。因此，施加粘合材料，如层间的粘合剂，可以在强化叠层形成和装备的过程中施加。或者，层间粘合剂可以在強化叠层形成和装备的过程之前施加于带层表面，例如带层的制造过程，或带层制造和強化叠层形成之间的ー个中间过程。或者，强化叠层可以由一个在柔性管制造过程之前的独立生产过程形成。另外，强化叠层可以被螺旋缠绕而并不施加到ー个配管上。此夕卜，在施加到配管的同时，強化叠层可以被部分固化。或者，在将强化叠层施加到配管的时候，形成强化叠层的带层可以部分固化或者完全固化。根据本公开的ー个或多个实施例，强化叠层可以通过将粘合剂的薄膜(与带层类似)置于可以被整合(层叠)以形成強化叠层的每个带层之间来形成。或者，粘合剂薄膜可被压延到带层的ー个或多个表面，例如，通过滚压装置和/或使得胶膜和带层运行通过滚筒之间的将胶膜压制到带层表面。再或者，液态粘合剂可被喷射和/或滴涂以在带层的ー个或多个表面形成粘合剂层。此外，粉末状粘合剂可被施加到带层的ー个或多个表面，例如，通过静电装置。另外，本领域中的技术人员将理解，不脱离本公开的范围的情况下，也可以使用其他方法和/或过程或它们的组合实现将粘合剂施加到带层的ー个或多个表面上。另外，所用的粘合剂可被设计用于在辐照前完全固化(S卩，粘合)。本公开中所定义的辐射可以是任何形式的辐射，高能辐射，和/或在现有技术中，包括已知的粒子辐射，但不限于紫外线辐射、电子束、脉冲红外辐射、激光辐射。粘合剂施加之后，带层可被整合以形成強化叠层。在此之后，強化叠层可被螺旋状的缠绕，例如，在生产和/或制造配管的过程中应用于配管表面。螺旋缠绕的强化叠层可经辐照，如电子束辐射、激光辐射、脉冲的红外辐射、紫外辐射和/或热辐射，用于固化粘合剂和粘合带层来形成強化叠层。參照图1，示出了ー个固化复合物強化叠层100的过程。首先，在步骤105中，粘合剂可被施加到带层的ー个或多个表面，该带层可被整合而形成一个强化叠层。该表面可作为相邻整合带层之间的接触面。例如，接触面可以是带层的顶表面和底表面。此外，强化叠层最顶部的带层的顶表面上可能没有粘合剤，且强化叠层最底部的带层的底表面上也可能没有有粘合剂。因此，当强化叠层被装备在配管段上时，在该强化叠层下方的强化叠层的表面上或者在该强化叠层上方的表面和/或层面上，该强化叠层可能不会与相邻的强化叠层相粘连例如，粘合剂的应用可以通过在图4A至4D (下文中所述)中的任一种方法实现，或者粘合剂可以通过本领域中已知的任意一种方法应用于带层的一个或多个表面。例如，预先制作的粘合剂胶膜可被置于相邻的带层之间。可选地，液体或流体可被喷洒到带层的一个或多个表面上。或者，粉末也可以通过静电装置或其它粉末施加装置被施加在一个或多个表面上。或者，使用滚筒或其他装置也可以将胶膜轧压到带层的一个或多个表面上。另夕卜，本领域中的技术人员将理解也可以使用其他的装置，而不脱离本公开的范围，包括，但不限于喷涂，通过喷嘴进行流体喷射的装置，滚筒 涂装法，浸溃，或手工施加。如前所示，该粘合剂可以是一个可以由UV辐射、电子束辐射、脉冲红外束辐射、激光辐射和/或其他高能量的辐射和/或粒子辐射固化的粘合剂。例如，粘合剂可以包括聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚偏二卤、卤乙烯聚合物、乙烯基卤化物的共聚物、聚乙烯基酮、聚乙烯醚、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基芳族、硅树脂、丙烯酸类聚合物、丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚、环氧树脂、聚氨酯以及聚甲醛，和/或在本领域中已知的其它粘合剂和/或它们的组合物。此外，例如，所用的粘合剂可以是薄膜态、液态、固态、凝胶态和/或粉末状，以适用于在强化叠层制造过程中必须和/或可用的任何特殊类型的施加方式。因此，在施加到带层的同时，粘合剂可能是部分固化的或者完全未固化的。按照本公开的一个或多个实施例的一个替代实施例，粘和剂可以直接制造在带层上。例如，每个带层可具有的结构包括纤维增强层，并且也可以具有粘和剂层，位于带层的一个或多个表面上。或者，生产的带层具有粘合剂的特点，该特点结构性的包含于带层中。例如，一个带层可具有富含树脂的表面，当该带层暴露在辐射中时，如本公开所述，可与相邻的带层粘结。此外，例如，富含树脂的表面可以是部分固化的树脂，这样该带层将不需要低温储藏，可具有长的暴露时间和工作时间，并且不会在强化叠层的制造过程中变粘，但在暴露在福射中时会被粘合，如本公开所述。虽然本公开所述的是该过程的一部分，粘合剂的应用可以在强化叠层生产之前被执行，并且，因此该过程可以在步骤110开始。在步骤110中，带层接下来可被整合来形成强化叠层。该点上的强化叠层是非粘合的，以便于在制造过程中带层可能会移动或彼此相对滑动。非粘合的强化叠层可以承受足够大的压力，使得在往配管结构表面缠绕强化叠层或形成螺旋缠绕时更加容易，然而，压力不足将导致粘合剂渗出和/或带层间的位移。在步骤115中，非粘合强化叠层接下来可以被螺旋缠绕和/或缠绕在配管段上。例如，强化叠层可以被螺旋缠绕在配管上以提供足够的强度和/或支撑。另外，螺旋缠绕强化叠层相对于配管轴线的捻角(lay angle)可以改变，而不脱离本公开的范围。例如，较小的捻角能提供大的拉伸强度，较大的捻角能提供更大的环箍强度和/或抗塌陷性。最后，在强化叠层螺旋缠绕和/或应用在一个配管上以后，该螺旋缠绕的强化叠层被传输通过一个辐射施加器。例如，辐射施加器可以给螺旋缠绕的强化叠层施加紫外线福射、电子束福射、脉冲红外束福射、激光福射和/或其他闻能量的福射和/或粒子福射。当该螺旋缠绕的強化叠层通过辐射施加器时，辐射可被扫描到螺旋缠绕的強化叠层表面。例如，在柔性纤维增强配管的制造过程中，配管可被输送至装配线，且传送可以装配在该配管上的带层和/或结构部件。另外，作为可能被输送管道，管道可转动，从而使喷头，如带盘和/或其它元件在管道旋转时可以保持静止，并沿该线输送。由于配管会被向该装配线下游传送，可以施加強化叠层的螺旋缠绕。该螺旋缠绕的強化叠层然后可以通过一个辐射源，使得辐射在螺旋缠绕的強化叠层表面上扫描。有可能使得強化叠层完全暴露在辐射之下，这是由于螺旋缠绕的强化叠层可以通过辐射源，且辐射源能以很高的速率进行扫描。因此，可实现每个带层间的均匀粘合，并且可以形成粘合的带层叠。更优的，所述的辐射強度是足够的，使得最接近所形成強化叠层内径的带层上相邻(和/或施加)的层间粘合剂可被充分固化。现在，參考图2A，示出了一个组装装置的侧视图，该装置根据本公开中的一个或多个实施例。配管段200可沿X轴方向被送至配管装配线。另外，配管段200可绕X轴旋转， 使得強化叠层202和204可被螺旋缠绕在配管200表面上。带层叠层202和204可以预先制造，或仅在施加到配管段200之前制造，如下所述。另外，虽然示出了配管段200，强化叠层202和204也可被螺旋缠绕而不需要配管段200。強化叠层202和204可从分配器和缠绕器(图中未示出)送入。或者，如下讨论所述，带层可通过分配器和/或缠绕器(图中未示出)送入，然后通过送入整合器来相处强化叠层202和204。分配器和缠绕器的实例可在下列专利中找到，美国专利号6491779，申请于2000年4月24日，发明名称为“形成复合管组件的方法”;美国专利号6804942，申请于2002年9月27日，发明名称为“复合管组件及形成方法”；美国专利号7254933，申请于2005年5月6日，2005年，发明名称为“防塌系统和制造方法”；美国专利申请公布2009/0065630，申请于2007年9月11日，发明名称为“分层带引导轴和对齐的移动设备和方法”，所有这些都通过弓I用的方式将其全部内容包含于此。另外，尽管只示出了两个施加到配管段200的強化叠层202和204，本领域中的技术人员将理解，不脱离本发明的范围的情况下，超过两个的强化叠层可以在同时施加。另夕卜，本领域中的技术人员将理解，配管段200可包括，例如一个内衬、抗挤压层、压力強化层、环箍強度加强层、薄膜层、拉伸加强层、抗磨损层、护套和/或任何其它的附加层或它们的组合，而不脱离本公开的范围。由于在制造过程中，配管段200沿X轴方向传送，该用于強化叠层202和204的配管段200将被暴露在辐射源210和211下进行辐射，以固化配管段200的部件和/或強化叠层202和204。例如，强化叠层202和204可使组成强化叠层的各层之间施加的层间粘合剂部分固化。暴露于辐射源210和211能完全固化強化叠层202和204，以形成粘合的強化叠层，可提供压カ加固、环箍强度加固、张カ加固和/或任何其他形式的加强和/或保护配管段200。辐射源210和211可以包括电源，加速器，发电机，和/或其他组件的组件盒212和213。此外，辐射源210和211还可包括扫描罩(scanning horn)214和215，用来扫描组件盒212和213中产生的辐射，为配管段200的整个表面提供均匀的辐照。辐射源210和211可位于组装エ艺过程和/或装置的任何位置，并且，更优的，辐射源210和211可置于エ艺过程的下游，位于缠绕強化叠层之后。辐射源210和211的位置可以被优化以促进如制造、固化和/或粘合工艺、提高质量和/或生产效率。由辐射源210和211产生的辐射可以包括紫外线辐射、电子束辐射、脉冲红外束辐射、激光辐射和/或其他的高能量辐射的和/或粒子辐射。例如，参照图2B，在生产过程中，电子束辐射源210和211可用来固化强化叠层202和204，该强化叠层用来施加在配管段200的外表面上。图2B示出了图2A所示的装配过程的端视图。配管段200可被带层叠层202和204螺旋缠绕，如上文所述，可以应用两个以上的带层叠层。辐射源210和211发出的辐射可通过使用扫描罩214和215分布在配管段200的表面。虽然只分别示出了两个辐射源210和211和相应的两个扫描罩214和215，本领域中
的技术人员将理解，不脱离本公开的范围的情况下，可以采用更多或更少的辐射源和/或
扫描罩。罩214和215可用作扫描罩，可允许辐射源和/或辐射束扫描配管段200的整个表面，使得强化叠层202和204充分暴露在辐射之下。例如，罩214和215的磁铁(未示出)大约能以200Hz的频率扫描辐射源。因此，配管段200的表面能被充分且均匀地暴露于辐射之下，从而固化位于带层之间的粘合剂并粘合带层以形成粘合的强化叠层。或者，辐射可以完全固化已经部分固化的带层，粘合带层，形成粘合的强化叠层。如上所述，辐射可包括紫外线辐射，电子束辐射，脉冲红外束辐射，激光辐射，及/或其他的高能量辐射的和/或粒子辐射。图2B示意性地示出，辐射源210和211的罩214和215约可100%覆盖配管段200的表面，从而使配管段200被完整地辐照。罩214和215可分别附加有组件盒212和213。组件盒212和213可分别包括如电子束源220和221、加速器222和223。电子束源220和221能产生电子，该电子在加速器222和223中被加速，然后通过罩214和215扫描配管段200的表面。电子束源220和221以及加速器222和223可以包括例如高压绝缘材料、电加热丝、强磁场、超高真空、超薄窗口和/或其他元件和/或任何产生电子束所需的必要部件。或者，电子束源220和221可用来提供其他形式的辐射。例如，辐射可以是紫外线、红外线、激光和/或其他高能量的辐射和/或粒子辐射。特别地，发电机224和225分别为组件盒212和213提供电源。或者，一个单一的发电器可为所有使用的辐射源提供电源，在不脱离本公开范围的情况下，可以使用其他装置的发电机。如上文所述，电子束或其它辐射使用200Hz的扫描速度，期望得到完整的曝光。因此，需要使用高能量源(发电机)的介质，例如，一个提供2. 5至IOMeV的发电机能产生一个直径约为I英寸的电子束。一个50KW或者更大的直流电源可以用于加速器管来加速电子束中的电子。扫描罩的磁铁然后可以用约200Hz的频率扫描电子束。在此配置和电子束的例子中，辐射源提供了一个确定四至六英寸宽的帘式电子(辐射)，使得强化叠层的整个表面得到辐照。因此，在这些条件下，一个组装的螺旋缠绕的强化叠层能以一个很高的速度通过装配线。例如，由于粘合剂的固化要花费数秒钟，该过程允许的制造工序可达每分钟10米或更多。如图2A所示，辐射源210和211分别位于强化叠层202和204螺旋缠绕的点的下游。因此，由于螺旋状缠绕，强化叠层202和204的结构可以通过施加辐射而实现结构性的粘合。
现在參考图3A和3B，示出了与本公开中ー个或多个式实施例一致的ー个强化叠层组件示意图。带层301、302和303可在制造过程中结合，使得带层301、302和303粘合以形成图3B所示的強化叠层320。带层301、302和303可通过施加到带层的ー个或多个表面上的层间粘合剂310相互結合。施加粘合剂的ー个或多个表面可作为相邻叠层和/或整合的带层之间的接触面。因此，例如，在途3A中，带层301的顶表面和带层303的底表面可以没有粘合剤，因为它们不是相邻带层之间的接触面。因此，在图3A中，只有带层302的顶表面和底表面都需要施加粘合剂310。如图3B所示，在施加粘合剂310之后，带层301、302和303可被整合以形成带层叠层320。如上所述，接下来带层叠层320被辐照，使得粘合剂310能固化并粘合带层301、302和303，形成粘合的強化叠层。此外，虽然只有三个带层，本领域中的技术人员可以理解，在不偏离本公开范围的情况下，根据本公开中的一个或多个实施例的強化叠层可以由更多或更少数量的带层形成。现在參照图4A至4D，示出了粘合剂施加到带层上的应用。在图4A到4D的每幅图中，带层叠层400可通过整合器401被整合井形成。整合器401可将带层403压紧而形成 带层叠层400。粘合剂可通过不同的エ艺过程施加到带层叠层403的ー个或多个表面。例如，參考图4A，粘合剂410可以是薄膜或其他类似的帯状结构，该结构可由卷轴或其它来源提供，使得薄膜可被施加在每个相邻的带层403之间。另外，粘合剂420可以是可喷洒的液体，如图4B所示。或者，粘合剂430可以是可通过静电施加的粉末状物质，如图4C所示。或者，粘合剂440也可通过液体浴或轧压的方法施加于带层403的粘合表面。其优点在于，根据本公开中的一个或多个实施例，其中的粘合強化叠层允许实现均匀粘合エ艺。具体而言，辐射可均匀地分布在強化叠层表面，从而固化位于带层之间的粘合剂，形成強化叠层。此外，根据本公开的ー个或多个实施例中的エ艺和/或装置，可实现ー个简单的制造エ艺。具体而言，可提供一个小辐射源，从而最大程度地缩减用语组装缠绕强化叠层的装配线。此外，根据本公开的ー个或多个实施例中的エ艺和/或装置，可实现ー个更快的制造エ艺。具体而言，用来固化強化叠层中粘合剂的快速辐照能避免采用ー个大型热固化
来缠绕强化叠层。此外，根据本公开的ー个或多个实施例中的エ艺和/或装置，可实现ー个更简单的应用带层间的粘合剂形成強化叠层的制造エ艺。具体而言，一个部分固化的粘合剂薄膜或一个浸润了粘合树脂的带层是不具有粘和性的，因此可更简单而有效的实现粘合剂和带层的应用。此外，根据本公开的ー个或多个实施例中的エ艺和/或装置，可实现在制造和/或执行中可替代位置和/或资源的应用。根据本公开中的一个或多个实施例，由于辐射固化过程不是ー个对流和/或热传导加热的过程，粘合剂的固化可在室温或者更低的温度下完成。此外，根据本公开的ー个或多个实施例，带层和/或粘合剂不需要低温存储，具有长的暴露时间和工作时间，并且在強化叠层的加工过程中不会变粘。此外，根据本公开的ー个或多个实施例的エ艺和/或装置，在强化叠层的制造过程中，其过程和/装置可实现带层的完全和/或部分固化。此外，在辐照之前，粘合剂是未固化和/或部分固化的。此外，根据本公开的一个或多个实施例的工艺和/或装置，可实现更厚和/或不同的材料的强化叠层。特别地，本发明中公开的辐射具有一个大的穿透深度，使得制造过程中能固化更大的叠层。此外，根据本公开的一个或多个实施例的工艺和/或装置，可实现更快的制造过程。特别地，根据本公开的一个或多个实施例，固化过程仅需要几秒钟，从而使制造速度达到每秒10米或者更高，这取决于带层厚度、强化叠层高度和/或其形成的缠绕强化叠层的直径。
此外，根据本公开的一个或多个实施例，其过程和装置可实现单一组分的粘合剂和/或树脂的使用。这避免了混合的必要和/或消除了应用中不均匀性的存在，和/或固化了粘合剂。此外，也消除了双组份粘合剂的工作时间和凝胶时间的限制。因此，高质量强化叠层的制造过程可变得更有效。此外，根据本公开的一个或多个实施例，其过程和装置可实现粘合剂、树脂和/或复合材料的使用，并且实现其期望的性质。具体而言，根据本发明公开的内容，粘合剂、树脂和/或复合材料具有高的玻璃化温度、低的孔隙率和/或良好的机械，物理、热、电、化学环境，环境和抗老化性能，从而产生高的产品性能。尽管本公开提出了有限数量的实施例，本领域中的技术人员因此而受益，并认识到在不脱离本公开范围的条件下设计出其他实施例。因此，本发明的范围应当仅由所附的权利要求限定。
权利要求
1.一种通过粘合纤维增强型聚合物复合带层来形成强化叠层的方法，该方法包括 整合多个复合带层以形成强化叠层； 螺旋缠绕强化叠层；以及 通过对强化叠层进行辐照来固化位于复合带层一个或多个表面上的粘合剂。
2.根据权利要求I所述的方法，还包括 将粘合剂施加到数个复合带层的一个或多个表面。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，施加粘合剂包括 形成胶膜； 将胶膜粘合到数个复合带层的一个或多个表面上。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，施加粘合剂包括 将胶膜轧压到数个复合带层的一个或多个表面上。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，施加粘合剂包括 将粘合剂粉末用静电施加到数个复合带层的一个或多个表面上。
6.根据权利要求I所述的方法，其中所述粘合剂包括聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚偏二卤、卤乙烯聚合物、乙烯基卤化物的共聚物、聚乙烯基酮、聚乙烯醚、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基芳族、硅树脂、丙烯酸类聚合物、丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚、环氧树脂、聚氨酯以及聚甲醛中的至少一种。
7.根据权利要求I所述的方法，其中所述粘合剂包括液体、粉末、凝胶、固体和薄膜其中的至少一种形态。
8.根据权利要求I所述的方法，其中所述固化过程发生在螺旋缠绕强化叠层之后。
9.根据权利要求I所述的方法，其中数个复合带层中的一个或多个包含拉挤成型的单向纤维。
10.根据权利要求9的方法，其中所述的单向的纤维包括碳纤维、石墨纤维、E-玻璃纤维、S玻璃纤维、金属纤维和耐化学品的E-玻璃纤维中的至少一种。
11.根据权利要求I所述的方法，其中还包括 将单组份电子束粘合的配方液体施加到数个复合带层的一个或多个表面上，其中所述辐射包括电子束辐射。
12.根据权利要求I所述的方法，其中所述辐射包括紫外线辐射。
13.根据权利要求I所述的方法，其中所述辐射包括电子束辐射。
14.根据权利要求I所述的方法，其中所述辐射包括脉冲红外辐射。
15.根据权利要求I所述的方法，其中所述辐射包括激光辐射。
16.根据权利要求I所述的方法，其中在辐射固化之前粘合剂是部分固化的。
17.根据权利要求I所述的方法，其中要在整合数个复合带层以形成强化叠层之前完全固化数个复合带层。
18.根据权利要求I所述的方法，其中要在整合数个复合带层以形成强化叠层之前部分固化数个复合带层。
19.根据权利要求18所述的方法，其中数个部分固化的复合带层在辐照之后完全固化。
20.一种粘合纤维增强型聚合物复合强化叠层的方法，该方法包括 其中整合多个复合带层以形成一个强化叠层，每个复合带层都包括至少一个富含树脂的表面； 螺旋缠绕强化叠层；以及 通过将强化叠层辐照的方法对其进行粘合。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述辐射是电子束。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述辐射是紫外线辐射。
23.根据权利要求20所述的方法，其中在形成强化叠层之前数个复合带层被部分固化。
24.一种粘合聚合物复合强化叠层的装置，该装置包括 多个用来分配数个纤维增强型聚合带层的带层分配器； 使数个复合带层形成至少一个强化叠层的整合器；以及 用来固化至少一个强化叠层上的粘合剂的辐射源， 其中所述粘合剂位于该复合带层的一个或多个表面上。
25.根据权利要求24所述的装置，进一步包括 用来将粘合剂施加到数个复合带层的一个或数个表面上的涂胶机。
26.根据权利要求24所述的装置，进一步包括 用来螺旋缠绕至少一个强化叠层的缠绕机构。
27.根据权利要求26所述的装置，其中在装配线上所述辐射源位于缠绕机构的下游。
28.根据权利要求24所述的方法，其中所述辐射包括紫外线辐射。
29.根据权利要求24所述的方法，其中所述辐射包括电子束辐射。
30.根据权利要求24所述的方法，其中所述辐射包括脉冲红外辐射。
31.根据权利要求24所述的方法，其中所述辐射包括激光辐射。
32.根据任何权利要求24所述的装置，其中所述粘合剂包括聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚偏二卤、卤乙烯聚合物、乙烯基卤化物的共聚物、聚乙烯基酮、聚乙烯醚、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基芳族、硅树脂、丙烯酸类聚合物、丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚、环氧树脂、聚氨酯以及聚甲醛中的至少一种。
33.一种粘合纤维增强型聚合物复合带层形成强化叠层的方法，该方法包括 整合多个复合带层以形成强化叠层； 螺旋缠绕强化叠层；以及 通过将强化叠层辐照的方法固化数个复合带层一个或多个表面上的粘合剂。
34.根据权利要求33所述的方法，进一步包括 将粘合剂施加到数个复合带层的一个或多个表面。
35.根据权利要求34所述的方法，其中施加粘合剂包括 形成胶膜； 将胶膜粘合到数个复合带层的一个或多个表面。
36.根据权利要求34所述的方法，其中施加粘合剂包括 将胶膜轧压到数个复合带层的一个或多个表面。
37.根据权利要求34所述的方法，其中施加粘合剂包括 将粘合剂粉末用静电施加到数个复合带层的一个或多个表面上。
38.根据权利要求33-37中的任何一项所述的方法，其中所述粘合剂包括聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚偏二卤、卤乙烯聚合物、乙烯基卤化物的共聚物、聚乙烯基酮、聚乙烯醚、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基芳族、硅树脂、丙烯酸类聚合物、丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚、环氧树脂、聚氨酯以及聚甲醛中的至少一种。
39.根据权利要求33-38中的任何一项所述的方法，其中所述粘合剂包括液体、粉末、凝胶、固体和薄膜中的至少一种形态。
40.根据权利要求33-39中的任何一项所述的方法，其中固化过程发生在螺旋缠绕强化叠层之后。
41.根据权利要求33-40中的任何一项所述的方法，其中数个复合带层中的一个或多个包含拉挤成型的单向纤维。
42.根据权利要求41所述的方法，其中所述的单向纤维包括碳纤维、石墨纤维、E-玻璃纤维、S玻璃纤维、金属纤维和耐化学品的E-玻璃纤维中的至少一种。
43.根据权利要求33所述的方法，进一步包括 其中将单组份电子束粘合的配方液体施加到数个复合带层的一个或多个表面上， 其中所述辐射包括电子束辐射。
44.根据权利要求33-42中的任何一项所述的方法，其中所述辐射包括紫外线辐射。
45.根据权利要求33-42中的任何一项所述的方法，其中所述辐射包括电子束辐射。
46.根据权利要求33-42中的任何一项所述的方法，其中所述辐射包括脉冲红外辐射。
47.根据权利要求33-42中的任何一项所述的方法，其中所述辐射包括激光辐射。
48.根据权利要求33-47中的任何一项所述的方法，其中在辐射固化之前粘合剂是部分固化的。
49.根据权利要求33-48中的任何一项所述的方法，其中要在整合数个复合带以形成强化叠层之前完全固化数个复合带层。
50.根据权利要求33-48中的任何一项所述的方法，其中要在整合数个复合带以形成强化叠层之前部分固化数个复合带层。
51.根据权利要求50所述的方法，其中数个部分固化的复合带层在辐照之后被完全固化。
52.一种粘合纤维增强型聚合物复合强化叠层的方法，该方法包括 其中整合多个复合带层以形成一个强化叠层，每个复合带层都包括至少一个富含树脂的表面； 螺旋缠绕强化叠层；以及 通过将强化叠层辐照的方法对其进行粘合。
53.根据权利要求52所述的方法，其中所述辐射是电子束辐射。
54.根据权利要求52所述的方法，其中所述辐射是紫外线辐射。
55.根据权利要求52-54中的任何一项所述的方法，其中在形成增强叠层之前之前数个复合带层是部分固化的。
56.一种粘合聚合物复合强化叠层的装置，该装置包括 用来分配数个纤维增强型聚合复合带层的多个带层分配器； 使数个复合带层形成至少一个强化叠层的整合器；以及 用来固化至少一个强化叠层上的粘合剂的辐射源， 其中所述粘合剂位于该复合带层的一个或多个表面上。
57.根据权利要求56所述的装置，进一步包括 用来将粘合剂施加到数个复合带层的一个或数个表面上的涂胶机。
58.根据权利要求56-57中的任何一项所述的装置，进一步包括 用来螺旋缠绕至少一个强化叠层的缠绕机构。
59.根据权利要求58所述的装置，其中在装配线上，所述辐射源位于缠绕机构的下游。
60.根据权利要求56-59中的任何一项所述的装置，其中所述辐射包括紫外线辐射。
61.根据权利要求56-59中的任何一项所述的装置，其中所述辐射包括电子束辐射。
62.根据权利要求56-59中的任何一项所述的装置，其中所述辐射包括脉冲红外辐射。
63.根据权利要求56-59中的任何一项所述的装置，其中所述辐射包括激光辐射。
64.根据权利要求56-63中的任何一项所述的装置，其中所述粘合剂包括聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚偏二卤、卤乙烯聚合物、乙烯基卤化物的共聚物、聚乙烯基酮、聚乙烯醚、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基芳族、硅树脂、丙烯酸类聚合物、丙烯酸系共聚物、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚、环氧树脂、聚氨酯以及聚甲醛中的至少一种。
全文摘要
一方面，本发明涉及一种粘合纤维增强型聚合物复合带层的方法。该方法包括整合数个复合带层以形成强化叠层，螺旋缠绕强化叠层；和通过将强化叠层辐照来固化位于数个复合带层的一个或多个表面的粘合剂。另一方面，本发明涉及一种粘合纤维增强型聚合物复合强化叠层的方法，该方法包括整合多个复合带层以形成一个强化叠层，每个复合带层都包括至少一个富含树脂的表面；螺旋缠绕强化叠层；通过将强化叠层辐照的方法对其进行粘合。另一方面，本发明涉及一种粘合聚合物复合强化叠层的装置。
文档编号B29C63/08GK102858519SQ201180019192
公开日2013年1月2日 申请日期2011年3月3日 优先权日2010年4月14日
发明者谢明君 申请人:迪普弗莱克斯有限公司