专利名称：一种增加纤维增强树脂拉挤型材横向强度的方法及其产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合材料，尤其是纤维增强树脂拉挤型材。
背景技术：
纤维增强树脂FRP(Fiber Reinforced Polymer)材料，自上世纪术从军用转向民用以来，得到了飞速的发展和广泛的应用。其中FRP拉挤型材在实际应用中占据着举足轻重的地位，如在工业、建筑、室内装饰、汽车等领域的应用等等。由于工艺等原因，目前使用最多的拉挤型材是板材、管材以及筋材。
FRP材料是各向异性材料，其纵向既纤维方向的抗拉强度很高，可以达到钢筋的2～4倍，但横向既垂直于纤维方向的强度较弱。传统FRP拉挤型材沿纤维方向拉挤生产，横向强度主要靠树脂粘接力获得，这种拉挤生产方法使FRP材料横向强度较弱的缺点更为明显，同时，横向力的减弱也在一定程度上也影响纵向拉伸强度等力学性能，因而在一些需要高横向强度的应用场合，传统FRP拉挤型材显得力不从心。
传统FRP的拉挤工艺分为纤维取向布置、浸胶、预成型、加热固化、牵引、切割等六部分。
发明内容本发明要解决的技术问题是改善FRP拉挤型材的横向强度，提高纵向拉伸强度、压缩强度等力学性能，进而促进FRP拉挤型材在民用上的应用。
增加纤维增强树脂拉挤型材横向强度的方法，包括如下步骤纤维取向布置、浸胶、预成型、加热固化、牵引、切割，在预成型和加热固化步骤之间增加横向纤维缠绕步骤，缠绕时对横向缠绕的纤维施加预张力，使其与预成型材料紧密结合。
还可以在横向纤维缠绕步骤和加热固化步骤之间增加刮板涂膜步骤，此步骤使浸渍在纵向纤维表面的富余树脂充分浸润横向缠绕的纤维，形成结构密实的纤维增强树脂复合材料。
另外，采用上述方法生产的纤维增强树脂拉挤型材。
由于横向缠绕了纤维，并且缠绕时对横向缠绕的纤维施加预张力，这给FRP拉挤型材提供横向约束作用，也大大提高了FRP拉挤型材纵向既纤维方向的抗拉强度、抗压强度、抗弯强度及抗剪切强度，此外，横向缠绕形成的微螺纹结构还可以提高FRP型材与其他材料间的握裹力。使用该方法制成的FRP拉挤型材与传统FRP型材相比，重量并没有显著增加，不会对实际应用造成不良影响。
图1是FRP传统拉挤成型工艺流程2是一种横向缠绕纤维FRP拉挤成型工艺流程图
图3是另一种横向缠绕纤维FRP拉挤成型工艺流程图具体实施方式下面结合附图具体描述本发明的成型工艺图中，1是纤维纱架，2是材料导向器，3是树脂槽，4是集束器，5是预成型装置，6是加热固化装置，7是牵引装置，8是切割装置，9是电机，10是齿轮传动装置，11是转动架，12是横向缠绕纤维纱架，13是刮板涂膜装置。
在图1中，纤维纱架1上的纤维束先通过材料导向器2在树脂槽3中浸渍树脂，再通过集束器4，使纤维定向排列，然后纤维束通过预成型装置5预成型，使FRP拉挤型材初步成形，然后在加热固化装置6处高温固化，再通过牵引装置7，最后在切割装置8处切割成合适的长度。
本发明如图2所示，在预成型装置5出口处，增设了横向纤维缠绕装置，用横向纤维对预成型材料沿径向进行缠绕，缠绕时对横向纤维施加预张力，使其能与预成型材料紧密结合，并对预成型材料产生横向约束作用。横向纤维缠绕装置包括电机9、齿轮传动装置10、转动架11、横向缠绕纤维纱架12，转动架11为圆环结构，预成型材料从转动架11的中心穿过，在转动架11的圆环上装设有横向缠绕纤维纱架12，电机9通过齿轮传动装置10带动转动架儿围绕预成型材料做圆周运动，转动架11上的横向缠绕纤维纱架12也围绕预成型材料做圆周运动，并缠绕上纤维。由于横向缠绕和拉挤时型材的水平运动，在FRP拉挤型材表面形成了微螺纹状的肋结构。该结构给FRP拉挤型材提供横向约束作用，也大大提高了FRP拉挤型材纵向(纤维方向)的抗拉强度、抗压强度、抗弯强度及抗剪切强度。此外，横向缠绕形成的微螺纹结构还可以提高FRP型材与其他材料间的握裹力。
此外，加热固化装置6前还设有刮板涂膜装置13，此装置使浸渍在纵向纤维表面的富余树脂充分浸润横向缠绕的纤维，形成结构密实的FRP复合材料。
图3是本发明的另一种实施方式，在预成型装置5和加热固化装置6之间，设有两个横向纤维缠绕装置，这两个横向纤维缠绕装置的转动架11的转动方向正好相反，这样在预成型材料表面缠绕上双螺旋状的横向纤维，效果更好。如果不考虑成本，还可以在预成型材料表面编织网状结构的横向纤维。
权利要求
1.一种增加纤维增强树脂拉挤型材横向强度的方法，包括如下步骤1)纤维取向布置；2)浸胶；3)预成型；4)加热固化；5)牵引；6)切割，其特征是在预成型和加热固化步骤之间增加横向纤维缠绕步骤，缠绕时对横向缠绕的纤维施加预张力，使其与预成型材料紧密结合。
2.根据权利要求1所述的增加纤维增强树脂拉挤型材横向强度的方法，其特征是在横向纤维缠绕步骤和加热固化步骤之间增加刮板涂膜步骤，此步骤使浸渍在纵向纤维表面的富余树脂充分浸润横向缠绕的纤维，形成结构密实的纤维增强树脂复合材料。
3.一种纤维增强树脂拉挤型材，其特征是采用了如权利要求1或2所述的方法生产。
全文摘要
本发明公开了一种增加纤维增强树脂拉挤型材横向强度的方法，包括如下步骤纤维取向布置、浸胶、预成型、加热固化、牵引、切割，在预成型和加热固化步骤之间增加横向纤维缠绕步骤，缠绕时对横向缠绕的纤维施加预张力，使其与预成型材料紧密结合。由于横向缠绕了纤维，并且缠绕时对横向缠绕的纤维施加预张力，这给FRP拉挤型材提供横向约束作用，也大大提高了FRP拉挤型材纵向既纤维方向的抗拉强度、抗压强度、抗弯强度及抗剪切强度，此外，横向缠绕形成的微螺纹结构还可以提高FRP型材与其他材料间的握裹力。使用该方法制成的FRP拉挤型材与传统FRP型材相比，重量并没有显著增加，不会对实际应用造成不良影响。
文档编号B29C70/56GK1919587SQ20051003668
公开日2007年2月28日 申请日期2005年8月25日 优先权日2005年8月25日
发明者霍超, 何唯平 申请人:深圳市海川实业股份有限公司