CN202986250U - 一种耐候型高弹性纤维增强复合材料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种耐候型高弹性纤维增强复合材料，由依次排列的基体层、耐候胶衣层和耐候性聚对苯二甲酸乙二醇酯膜组成，所述耐候性聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为25-36μm，所述耐候胶衣层的厚度为70-500μm，所述基体层为FPR材料。本实用新型的耐候型高弹性纤维增强复合材料的弹性和耐候性能相比现有技术大幅提升，弹性性能提升3.5-4倍，耐候性能提升4-7倍。
Description
技术领域
本实用新型属于复合材料领域，具体涉及一种纤维增强复合材料。
背景技术
FRP(Fiber Reinforced Plastics )纤维增强复合塑料。它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的材料复合在一起，组成另一种能满足人们要求的材料，即复合材料。
根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料（GFRP），碳纤维增强复合塑料（CFRP），硼纤维增强复合塑料等；纤维增强复合材料是由增强纤维和基体组成。纤维（或晶须）的直径很小，一般在10μm以下，缺陷较少又较小，断裂应变约为千分之三十以内，是脆性材料，易损伤、断裂和受到腐蚀。基体相对于纤维来说，强度、模量都要低很多，但可以经受住大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是韧性材料。根据纤维的长短，FRP可分为短纤维增强复合塑料和长纤维（或称连续纤维）增强复合材料塑料。根据纤维性能可以分为高性能纤维复合材料和工程复合材料。特性：1)轻质高强； 2)耐腐蚀性能好；3)电性能好；4)热性能良好；5)可设计性好；6)工艺性优良。
缺点：弹性模量低：RP的弹性模量比木材大两倍，但仅是钢（E=2.1×106）的十分之一，因此在产品结构中常感到刚性不足，容易变形。长期耐温性差：一般FRP不能在高温下长期使用，通用聚酯FRP在50℃以上强度就明显下降，一般只在100℃以下使用；通用型环氧FRP在60℃以上，强度有明显下降。老化现象；老化现象是塑料的共同缺陷，FRP也不例外，在紫外线、风沙雨雪、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降。
因此，需要一种新的耐候型高弹性纤维增强复合材料以解决上述问题。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型针对现有技术中纤维增强复合材料在弹性模量低和耐候型方面的缺陷，提供一种耐候型高弹性纤维增强复合材料。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的耐候型高弹性纤维增强复合材料采用如下技术方案：
一种耐候型高弹性纤维增强复合材料，其特征在于，由依次排列的基体层、耐候胶衣层、耐候性聚对苯二甲酸乙二醇酯膜组成，所述耐候性聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为25-36μm，所述耐候胶衣层的厚度为70-500μm，所述基体层为FPR材料。
有益效果：本实用新型的耐候型高弹性纤维增强复合材料的弹性和耐候性能相比现有技术大幅提升，弹性性能提升3.5-4倍，耐候性能提升4-7倍。
优选的，所述基体层包括聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、不饱和聚酯树脂和玻璃纤维，其中，所述不饱和聚酯树脂和玻璃纤维依次铺设在所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为25-36μm，所述不饱和聚酯树脂与玻璃纤维的重量比为60-70：30-40。
优选的，所述不饱和聚酯树脂为间苯型或邻苯型、对苯型。
优选的，所述玻璃纤维为短切纱、毡或布。
优选的，所述玻璃纤维的单丝直径为8-12μm。
优选的，所述耐候胶衣层为间苯新戊二醇型不饱和聚酯树脂、乙烯基型不饱和聚酯树脂、氟碳型不饱和聚酯树脂。
本实用新型还提供了上述耐候型高弹性纤维增强复合材料的制备方法。
一种耐候型高弹性纤维增强复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a、准备聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为25-36μm；
b、在所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上依次铺设不饱和聚酯树脂和玻璃纤维，得到FRP基体层；
c、将步骤2得到的FRP基体层经过排泡辊、压平辊挤压平整；
d、准备聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为25-36μm，在所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上铺设耐候胶衣层，所述耐候胶衣层的厚度为70-500μm，将铺设有所述耐候胶衣层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜放入胶衣炉中加热凝胶；
e、将步骤d得到聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、耐候胶衣层与步骤c得到FPR基体层粘接到一起并经过挤胶辊挤压平整；
f、将步骤e得到的复合材料放入加热炉内进行加热固化，得到所述耐候型高弹性纤维增强复合材料。
技术效果：本实用新型的耐候型高弹性纤维增强复合材料的制备方法简单，加工成本较低，易实现工业化生产。
优选的，步骤d中加热凝胶的加热温度为100-150℃，加热时间为2.5-4分钟。
优选的，步骤f中所述加热固化的加热温度为70-110℃，加热时间为10-15分钟。固化效果更佳。
附图说明
图1为本实用新型耐候型高弹性纤维增强复合材料的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
一种耐候型高弹性纤维增强复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a、准备聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为36μm；
b、在所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上依次铺设不饱和聚酯树脂和玻璃纤维，其中，不饱和聚酯树脂为邻苯不饱和聚酯树脂，不饱和聚酯树脂的重量为6kg；玻璃纤维为短切纱，其单丝直径为8-10μm,玻璃纤维的重量为4kg，得到FRP基体层；
c、将步骤2得到的FRP基体层经过排泡辊、压平辊挤压平整；
d、准备聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为36μm，在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜膜上铺设耐候胶衣层，耐候胶衣层的厚度为70μm；耐候胶衣层为间苯新戊二醇型不饱和聚酯树脂。将铺设有耐候胶衣层的耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜放入胶衣炉中加热凝胶，其中，加热温度为120℃，加热时间为3分钟；
e、将铺设有耐候胶衣层的耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜与步骤3得到FPR基体层粘接到一起并经过挤胶辊挤压平整；其中，FPR基体层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜位于外侧；
f、将步骤5得到的复合材料放入加热炉内进行加热固化，其中加热温度为110℃，加热时间为10分钟，得到耐候型高弹性纤维增强复合材料。
请参阅图1所示，经实验测试，利用本方法制备的纤维增强复合材料，由依次排列的基体层1、耐候胶衣层2和耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜3组成，其中，耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为36μm，耐候胶衣层的厚度为70μm。本实用新型的耐候型高弹性纤维增强复合材料的弹性和耐候性能大幅提升，相对现有技术的纤维增强复合材料弹性提高3.5倍，耐候性能提高5倍。
实施例2
一种耐候型高弹性纤维增强复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a、准备耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为30μm；
b、在耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上依次铺设不饱和聚酯树脂和玻璃纤维，其中，不饱和聚酯树脂为间苯型，不饱和聚酯树脂的重量为7kg；玻璃纤维为短切纱，其单丝直径为9-10μm,玻璃纤维的重量为3kg，得到FRP基体层；
c、将步骤b得到的FRP基体层经过排泡辊、压平辊挤压平整；
d、准备聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为30μm，在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上铺设耐候胶衣层，耐候胶衣层的厚度为100μm，；耐候胶衣层为氟碳型不饱和聚酯树脂。将铺设有所述耐候胶衣层的耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜放入胶衣炉中加热凝胶，其中，加热温度为100℃，加热时间为3.5分钟；
e、将步骤d得到的铺设有耐候胶衣层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜与步骤c得到FPR基体层粘接到一起并经过挤胶辊挤压平整；其中，FPR基体层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜位于外侧；
f、将步骤5得到的复合材料放入加热炉内进行加热固化，其中加热温度为90℃，加热时间为12分钟，得到耐候型高弹性纤维增强复合材料。
请参阅图1所示，经实验测试，利用本方法制备的纤维增强复合材料，由依次排列的基体层1、耐候胶衣层2和耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜3组成，其中，耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为30μm，耐候胶衣层的厚度为100μm。本实用新型的耐候型高弹性纤维增强复合材料的弹性和耐候性能大幅提升，相对现有技术的纤维增强复合材料弹性提高4倍，耐候性能提高7倍。
实施例3
一种耐候型高弹性纤维增强复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a、准备耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为25μm；
b、在耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上依次铺设不饱和聚酯树脂和玻璃纤维，其中，不饱和聚酯树脂为邻苯型，不饱和聚酯树脂的重量为6.5kg；玻璃纤维为布，其单丝直径为11±1μm,玻璃纤维的重量为3.5kg，得到FRP基体层；
c、将步骤b得到的FRP基体层经过排泡辊、压平辊挤压平整；
d、准备耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为25μm，在耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上铺设耐候胶衣层，耐候胶衣层的厚度为300μm；耐候胶衣层为间苯新戊二醇型不饱和聚酯树脂。将铺设有耐候胶衣层的耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜放入胶衣炉中加热凝胶，其中，加热温度为150℃，加热时间为2.5分钟；
e、将铺设有耐候胶衣层的耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜与步骤c得到FPR基体层粘接到一起并经过挤胶辊挤压平整；其中，FPR基体层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜位于外侧；
f、将步骤e得到的复合材料放入加热炉内进行加热固化，其中加热温度为70℃，加热时间为15分钟，得到耐候型高弹性纤维增强复合材料。
请参阅图1所示，经实验测试，利用本方法制备的纤维增强复合材料，由依次排列的基体层1、耐候胶衣层2和耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜3组成，其中，耐耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为25μm，耐候胶衣层的厚度为300μm。本实用新型的耐候型高弹性纤维增强复合材料的弹性和耐候性能大幅提升，相对现有技术的纤维增强复合材料弹性提高3.7倍，耐候性能提高6.5倍。
实施例4
一种耐候型高弹性纤维增强复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a、准备聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为36μm；
b、在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上依次铺设不饱和聚酯树脂和玻璃纤维，其中，不饱和聚氨树脂为丙二醇型，不饱和聚氨树脂的重量为6.5kg；玻璃纤维为布，其单丝直径为11±1μm,玻璃纤维的重量为3.5kg，得到FRP基体层；
c、将步骤b得到的FRP基体层经过挤胶辊挤压平整；
d、准备聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为36μm，在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上铺设耐候胶衣层，耐候胶衣层的厚度为500μm；耐候胶衣层为间苯新戊二醇型不饱和聚酯树脂。将铺设有耐候胶衣层的耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜放入胶衣炉中加热凝胶，其中，加热温度为100℃，加热时间为4分钟；
e、将铺设有耐候胶衣层的耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜与步骤c得到FPR基体层粘接到一起并经过挤胶辊挤压平整；其中，FPR基体层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜位于外侧；
f、将步骤e得到的复合材料放入加热炉内进行加热固化，其中加热温度为70℃，加热时间为15分钟，得到耐候型高弹性纤维增强复合材料。
请参阅图1所示，经实验测试，利用本方法制备的纤维增强复合材料，由依次排列的基体层1、耐候胶衣层2和耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜3组成，其中，耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为25μm，耐候胶衣层的厚度为500μm。本实用新型的耐候型高弹性纤维增强复合材料的弹性和耐候性能大幅提升，相对现有技术的纤维增强复合材料弹性提高3.5倍，耐候性能提高7倍。
Claims (1)
1.一种耐候型高弹性纤维增强复合材料，其特征在于，由依次排列的基体层、耐候胶衣层、耐候性聚对苯二甲酸乙二醇酯膜组成，所述耐候性聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为25-36μm，所述耐候胶衣层的厚度为70-500μm，所述基体层为FPR材料。
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| CN102862351A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-09 | 苏州多凯复合材料有限公司 | 一种耐候型高弹性纤维增强复合材料 |
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