專利名稱：塑膠包覆的復(fù)合材料型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料型材，包括管材、棒材和異型材。
背景技術(shù)：
纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料以其輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)在各行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。其中由連續(xù)拉擠工藝制成的各種型材的用量也越來越大，主要包括各種口徑和截面形狀的管材、各種直徑和截面形狀的棒材以及各種截面形狀的異形材。拉擠成型復(fù)合材料型材的抗拉和抗彎強(qiáng)度非常好，但其抗壓強(qiáng)度則比較低。特別是采用連續(xù)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)的拉擠型材，順著纖維走向的機(jī)械強(qiáng)度很好，垂直于纖維走向方向的機(jī)械強(qiáng)度則大為降低。拉擠成型復(fù)合材料型材在作為有抗壓要求的結(jié)構(gòu)件時(shí)，往往容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。另外，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料還有一個(gè)缺點(diǎn)就是其中的少量纖維浮于材料表面， 會(huì)弓丨起皮膚刺癢，所以一般不適合于直接應(yīng)用于消費(fèi)品中。如果在上述的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉擠型材的外邊包裹一層有一定機(jī)械強(qiáng)度的塑料材料，則可以同時(shí)克服所述的兩個(gè)缺點(diǎn)。這樣的雙層結(jié)構(gòu)既保留了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料良好的抗拉和抗彎強(qiáng)度，同時(shí)大大增強(qiáng)了抗沖擊強(qiáng)度和抗開裂性。還避免了表面纖維的污染。外包層可以采用塑料擠出工藝生產(chǎn)，將制好的型材內(nèi)層推送進(jìn)擠出模具?？冢瑪D出機(jī)擠出的熔融塑膠熔體包覆在型材內(nèi)層外面形成外包層。經(jīng)定型、冷卻、切割即可制得需要的產(chǎn)品。擠出工藝制成的外包層經(jīng)冷卻收縮后，其包覆力度是很強(qiáng)的，完全可以滿足一般的需求。為了進(jìn)一步獲得包覆強(qiáng)度更好的產(chǎn)品，可以把內(nèi)層的截面外輪廓設(shè)計(jì)成起伏不平的狀態(tài)，或增加幾條溝槽。用上述技術(shù)方案制成的雙層型材可以在很多方面得到應(yīng)用，比如太陽傘的桿子和骨架；自行車三角架；門窗型材；護(hù)欄等等?？梢赃_(dá)到以塑代木、以塑料代鋼的目的。目前市場(chǎng)上有很多雙層結(jié)構(gòu)的玻璃鋼/塑膠雙層管，其技術(shù)方案是在塑膠管的外邊再用纏繞工藝增加一層玻璃鋼外包層，這種雙層復(fù)合管主要應(yīng)用于有耐壓要求的液料輸送，和本發(fā)明的雙層管在結(jié)構(gòu)上正好相反，增強(qiáng)目的也有所不同，屬完全不同的技術(shù)方案， 特別是實(shí)現(xiàn)工藝上是完全不同的范籌。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種綜合性能優(yōu)異的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料型材， 達(dá)到以塑代木、以塑代鋼的目的。所述型材是指管材、棒材或異型材。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明雙層結(jié)構(gòu)的纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料型材，其特征在于所述型材的內(nèi)層是由纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料制成的，特別是由拉擠工藝制得的纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料型材制成，外層是由塑膠材料制成的，特別是由熱塑性塑料制成的，形成塑膠材料包覆復(fù)合材料內(nèi)層的雙層結(jié)構(gòu)形態(tài)。玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、植物纖維都可以作為本發(fā)明型材的增強(qiáng)纖維，其它具有類似性質(zhì)的纖維也可以用作本發(fā)明型材的增強(qiáng)纖維。由兩種或多種纖維混合的混雜纖
3維也可以用作本發(fā)明型材的增強(qiáng)纖維。為了增強(qiáng)內(nèi)外層之間的結(jié)合力，可以把內(nèi)層的截面外輪廓設(shè)計(jì)成起伏不平的狀態(tài)，或增加幾條溝槽，外包層則相應(yīng)的凹進(jìn)或凸起。本發(fā)明特別適用于外輪廓尺寸在10mm-300mm之間的管材、棒材和異型材，這樣的型材可以應(yīng)用于很多設(shè)備和用品的結(jié)構(gòu)件。對(duì)于管材來說，適宜的尺寸是內(nèi)層壁厚在2mm-100mm之間，外包層的壁厚在 0. 5mm-15mm 之間。對(duì)于棒材來說，適宜的尺寸是外徑或外輪廓尺寸在10mm-300mm之間，外包層的壁厚在0. 5mm-15mm之間。對(duì)于異型材來說，適宜的尺寸是外輪廓尺寸在10mm-300mm之間，內(nèi)層壁厚在 lmm-20mm之間，外包層壁厚在0. 5mm-10mm之間。常用的異型材有“U”型材。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明雙層結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料圓棒材的截面圖。圖2為本發(fā)明雙層結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料方棒材的截面圖。圖3為兩種不同形狀本發(fā)明雙層結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料管材的截面圖。圖4為本發(fā)明雙層結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料“U”型材示意圖。實(shí)施方式實(shí)施例1 如圖1和圖2所示，選用碳纖維作為增強(qiáng)材料，選用不飽和聚酯作為基體樹脂，采用拉擠成型工藝，拉擠出一定大小的圓棒或方棒材，作為內(nèi)層1。選用尼龍(PA)作為外包層樹脂，采用擠出工藝使PA熔融體包覆在拉擠棒材外面形成外包層2。實(shí)施例2 如圖3所示，選用玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，選用不飽和聚酯作為基體樹脂，采用拉擠成型工藝，拉擠出一定大小的管材，作為內(nèi)層1。選用聚氯乙烯(PVC)作為外包層樹脂，采用擠出工藝使PVC熔融體包覆在拉擠管材外面形成外包層2。實(shí)施例3 如圖4所示，選用玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，選用環(huán)氧樹酯作為基體樹脂，采用拉擠成型工藝，拉擠出一定大小的“U”型材，作為內(nèi)層1。選用聚丙烯(PP)作為外包層樹脂，采用擠出工藝使PP熔融體包覆在拉擠“U”型材外面形成外包層2。
權(quán)利要求
1.一種雙層結(jié)構(gòu)的纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料型材，所述型材是指管材、棒材或異型材，包括內(nèi)層(1)和外包層O)，其特征在于所述型材的內(nèi)層(1)是由纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料制成的，外包層( 是由塑膠材料制成的，形成塑膠材料包覆復(fù)合材料內(nèi)層(1)的雙層結(jié)構(gòu)形態(tài)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的雙層結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料型材，其特征在于所述型材的內(nèi)層(1)是由拉擠工藝制成的纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料管材、棒材或異型材制成，外包層( 是由熱塑性塑膠材料制成的。
3.—種如權(quán)利要求2所述的雙層結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料型材，其特征在于所述型材外包層O)由聚氯乙烯、尼龍、聚丙烯、聚碳酸酯或聚乙烯中的任一種材料制成的。
4.一種如權(quán)利要求1或2所述的雙層結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料型材，其特征在于所述型材的內(nèi)層(1)是由玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、植物纖維或其它纖維中的任一種纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料制成的。
5.一種如權(quán)利要求1或2所述的雙層結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管材或棒材，其特征在于 內(nèi)層(1)橫截面的外緣有凸出部或凹陷部或溝槽，外包層( 橫截面的內(nèi)緣或外緣則相應(yīng)的凹進(jìn)或凸起。
6.一種如權(quán)利要求1或2所述的雙層結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管材，可以是圓管、方管或其它異形管，其特征在于所述管材的外徑或外輪廓尺寸在10mm-300mm之間，內(nèi)層(1)壁厚在2mm-100mm之間，外包層(2)的壁厚在0. 5mm-15mm之間。
7.—種如權(quán)利要求1或2所述的雙層結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料棒材，可以是圓棒、方棒或其它異型棒材，其特征在于所述棒材的外徑或外輪廓尺寸在10mm-300mm之間，外包層(2) 的壁厚在0. 5mm-15mm之間。
8.—種如權(quán)利要求1或2所述的雙層結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料“U”型材，其特征在于所述“U”型材的外輪廓尺寸在10mm-300mm之間，內(nèi)層(1)壁厚在lmm-20mm之間，外包層(2) 壁厚在0. 5mm-10mm之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙層結(jié)構(gòu)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料型材，特別適用于橫截面不變的拉擠和擠出型材，包括不同截面形狀的管子、不同截面形狀的實(shí)心棒料以及不同截面形狀的異型料等，產(chǎn)品適用于太陽傘的傘柱和骨架、玻璃鋼門窗料、家具等結(jié)構(gòu)件。達(dá)到以塑代木、以塑代鋼的目的。該雙層型材的內(nèi)層為纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料型材，外層為高分子材料包覆層。
文檔編號(hào)F16S3/00GK102213357SQ201010142988
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者張文廣 申請(qǐng)人:張文廣