一种复合材料拉挤型材的增强材料铺层结构的制作方法

本发明涉及一种复合材料拉挤型材的增强材料铺层结构，特别是能使复合材料拉挤型材具有优良综合机械性能的增强材料铺层结构。

背景技术：
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复合材料拉挤型材因其具有轻质、高强、耐腐蚀等优良特性，人们已在一些行业领域用其替代传统的金属型材。但一般的复合材料拉挤型材因受增强材料形态和拉挤工艺等的限制，使其纵向机械性能通常远强于其横向机械性能，或者说通常是其纵向机械性能有余而横向机械性能不足；当将其作为结构型材用于制造承载要求较高的工程构件或建筑结构时，一般的复合材料拉挤型材的综合机械性能就不能达到工程构件或建筑结构的承载要求，拉挤型材本身在载荷的作用下易发生弯曲破坏、剪切破坏等现象，从而使工程构件或建筑结构存在安全隐患甚至破坏。

技术实现要素：
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本发明提供一种复合材料拉挤型材的增强材料铺层结构，用以提高该型材的综合机械性能，特别是使其纵向、横向强度趋于均衡且提高该型材的横向弯曲强度、横向压缩强度和抗剪能力，从而克服一般的复合材料拉挤型材通常存在的“纵向机械性能有余而横向机械性能不足”的缺陷。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：增强材料铺层为五层结构，在该五层结构中，以自上而下或由外及里为序，其中第一层、第三层、第五层均为玻璃纤维织物层，在该三玻璃纤维织物层中的任一织物层中至少有一织物层的构成里有玻璃纤维+45°、90°、-45°三轴向织物，该玻璃纤维+45°、90°、-45°三轴向织物其厚度范围为0.2～0.5mm，该三玻璃纤维织物层中的任一织物层的构成可以是由玻璃纤维多轴向织物、玻璃纤维复合毡、玻璃纤维短切毡、玻璃纤维连续毡等织物分别单独构成的或搭配组合构成的，该三玻璃纤维织物层中的任一织物层的厚度范围为0.2～0.9mm；其中第二层、第四层均为玻璃纤维粗纱层，该两玻璃纤维粗纱层的厚度可以是相同或不相同的；该增强材料铺层结构尤其适用于制造型材壁厚或厚度为5～8mm的复合材料拉挤型材。

在增强材料铺层结构中的第一层、第五层玻璃纤维织物的外表面还可各加一层聚酯表面毡。

在增强材料铺层结构中所使用的增强材料除玻璃纤维粗纱、玻璃纤维织物外，还可以是其它纤维粗纱或纤维织物，如碳纤维、玄武岩纤维及其织物等。

本发明的有益效果是：采用这种增强材料铺层结构制造的复合材料拉挤型材具有较为均衡的纵横向综合机械性能，特别是能提高该型材的横向弯曲强度、横向压缩强度和抗剪能力，从而克服一般的复合材料拉挤型材通常存在的纵向机械性能有余而横向机械性能不足的缺陷，以满足目标工程构件或建筑结构对复合材料拉挤型材的性能要求。

附图说明：

图1是本发明所涉及的铺层结构、织物、型材各轴向示意图，图1中：1-铺层结构、织物、型材的厚度方向，2-铺层结构、织物、型材，3-铺层结构、织物、型材的宽度方向，即90°轴向，4-铺层结构、织物、型材的0°轴向和90°轴向平面中的+45°轴向，5-铺层结构、织物、型材的长度方向，即0°轴向，6-铺层结构、织物、型材的0°轴向和90°轴向平面中的-45°轴向。

图2是本发明所涉及的复合材料拉挤槽钢型材横截面示意图，图2中：7-玻璃纤维织物层，7.1-含有玻璃纤维+45°、90°、-45°三轴向织物的织物层，7.2-玻璃纤维复合毡的织物层，7.3-玻璃纤维复合毡、玻璃纤维短切毡搭配构成的织物层，8-玻璃纤维粗纱层，9-基体树脂，10-聚酯表面毡，11-复合材料拉挤槽钢型材。

具体实施方式：

如图1所示的铺层结构、织物、型材2，由其长度方向5、宽度方向3、厚度方向1形成三维空间，其中由长度方向5、宽度方向3形成的二维平面中有90°轴向3、+45°轴向4、-45°轴向6。如图1、图2所示拉挤槽钢型材的增强材料铺层为五层结构，在该五层结构中，以自上而下或由外及里为序，其中第一层、第三层、第五层均为玻璃纤维织物层7，第一层由厚度为0.25mm的玻璃纤维+45°、90°、-45°三轴向织物7.1单独构成，且该玻璃纤维+45°、90°、-45°三轴向织物7.1在增强材料铺层结构中的铺置与图1所示的+45°、90°、-45°三轴向完全相同，第三层由厚度为0.3mm的玻璃纤维复合毡7.2单独构成，第五层是由玻璃纤维复合毡和玻璃纤维短切毡搭配组合构成的玻璃纤维织物层7.3，由玻璃纤维复合毡、玻璃纤维短切毡搭配构成的第五层玻璃纤维织物层7.3的厚度为0.7mm；其中第二层、第四层均为玻璃纤维粗纱层8，该两玻璃纤维粗纱层8的厚度是相同的、也即该两玻璃纤维粗纱层8中的玻璃纤维含量是相同的，且该两玻璃纤维粗纱层8中的玻璃纤维粗纱均沿图1所示的0°轴向2均匀分布；上述三层玻璃纤维织物层7和两层玻璃纤维粗纱层8在由拉挤成型装置定向铺设并浸渍基体树脂9后、再经拉挤槽钢模具加热固化定型成为复合材料拉挤槽钢型材11。该增强材料铺层结构中的90°轴向3、+45°轴向5、-45°轴向6上的玻璃纤维能赋予复合材料拉挤型材优良的横向拉伸强度、横向弯曲强度、横向压缩强度和抗剪能力，该增强材料铺层结构中的0°轴向上的玻璃纤维能赋予复合材料拉挤型材优良的纵向机械性能强度；采用这种增强材料铺层结构制造的壁厚或厚度为8mm的复合材料拉挤槽钢型材具有优良的综合机械性能。为使这种复合材料拉挤型材具有更好的耐老化性能，还可在采用这种增强材料铺层结构制造复合材料拉挤型材时在增强材料铺层结构中的第一层、第五层玻璃纤维织物7的外表面各加一层聚酯表面毡10，以在所生产的拉挤型材的外表面形成一层耐老化的富树酯层。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明所涉及的复合材料拉挤槽钢型材的实施例，不能被认为可由此限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应在本发明权利要求所涵盖的范围之内。