專利名稱：纖維層狀物復(fù)合制品及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于玻璃鋼的增強(qiáng)材料，具體涉及一種纖維層狀物的制品及其制作 方法。
背景技術(shù)：
玻璃鋼是一種由增強(qiáng)材料和基體材料組成的復(fù)合材料，又稱玻璃纖維增強(qiáng)塑料，它 具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、防腐、保溫、絕緣、隔音等優(yōu)點。玻璃鋼的增強(qiáng)材料起到骨架作用， 其成份為玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、氧化鋁纖維和碳化硅纖維等纖維類材 料；玻璃鋼的基體材料起到粘結(jié)作用，其成份為環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂 等合成樹脂。傳統(tǒng)的玻璃鋼制品是由手糊法制造。該方法先準(zhǔn)備好制品形狀相對應(yīng)的模 具，在模具上涂上一層脫模劑，裁剪好與模具形狀相對應(yīng)的玻璃纖維布，按照一定配方， 把固化劑(包括交聯(lián)劑、引發(fā)劑和促進(jìn)劑)、著色劑、填料等輔助成份調(diào)進(jìn)膠水狀的合 成樹脂中而得到含有助劑的合成樹脂。糊制時，用合成樹脂把玻璃纖維布一層一層地裱 糊在模具上直到符合厚度的要求，經(jīng)過修剪毛邊后，在適宜的溫度下合成樹脂在固化劑 的作用下發(fā)生化學(xué)變化，漸漸變硬的合成樹脂把柔軟的玻璃布牢牢地粘合在一起直到固 化完成，則基本完成了制品的制作。但是這種方法的缺點 一是合成樹脂的用料較多； 二是勞動強(qiáng)度高；三是因為固化劑中的交聯(lián)劑通常采用苯乙烯，而苯乙烯是揮發(fā)物質(zhì)， 對操作工人的健康有損害，也容易造成大氣污染。作為其改進(jìn)，目前出現(xiàn)了一種閉模成型方法，也就是說，在密閉的模具中完成了玻 璃鋼制品的制造。其一種方案是在1.5 2厘米厚的聚氨酯發(fā)泡材料上開設(shè)溝槽，再將 玻璃纖維布、聚氨酯發(fā)泡材料、玻璃纖維氈依次放入模具中，然后在密閉的條件下注入 含有助劑的合成樹脂層,合成樹脂固化完成后則得到相應(yīng)的玻璃鋼制品。這種玻璃鋼的 制品的制作方法只適用于壁厚比較厚的制品，也就是說受到厚度不能小于3厘米的限制， 并且這種制品的強(qiáng)度較低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服上述問題，提供一種成本較低、用作玻璃鋼增強(qiáng)材料的、且適 用于玻璃鋼閉模成型工藝的纖維層狀物復(fù)合制品及其制作方法。采用這種纖維層狀物復(fù)合制品作為增強(qiáng)材料的玻璃鋼制品，其厚度不受不能小于3厘米的限制，且強(qiáng)度較強(qiáng)。實現(xiàn)本發(fā)明其中一個目的的技術(shù)方案是 一種纖維層狀物復(fù)合制品，其特征在于-由玻璃纖維層、合成纖維針剌氈以及增強(qiáng)纖維層疊合并連接在一起而構(gòu)成，且合成纖維 針刺氈位于玻璃纖維層與增強(qiáng)纖維層中間。所述增強(qiáng)纖維層由玻璃纖維經(jīng)紗層和玻璃纖維諱紗層組成，且玻璃纖維經(jīng)紗層位于 外側(cè)，玻璃纖維緯紗層位于內(nèi)側(cè)；玻璃纖維經(jīng)紗層、玻璃纖維諱紗層、合成纖維針刺氈 和玻璃纖維層一次性縫編而連接在一起；玻璃纖維經(jīng)紗層和玻璃纖維諱紗層的材料均為 玻璃纖維無捻粗紗。所述玻璃纖維層為短切玻璃纖維層、玻璃纖維短切氈、玻璃纖維連續(xù)氈或者玻璃纖 維薄氈。合成纖維針刺氈的合成纖維為聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酯纖維或者聚酰胺纖維。所述合成纖維針刺氈為聚丙烯纖維針刺氈，其中聚丙烯纖維的單纖直徑為80 100 um,孔隙率為50°/。 90%。所述增強(qiáng)纖維層的材料為玻璃纖維經(jīng)編布、芳綸布或者碳纖維布；玻璃纖維層、合 成纖維針刺氈與增強(qiáng)纖維層一次性縫編而連接在一起。實現(xiàn)本發(fā)明另一個目的的技術(shù)方案是 一種纖維層狀物復(fù)合制品的制作方法，具有 以下步驟①將合成纖維進(jìn)行加彈、梳理、鋪網(wǎng)、針刺成型，控制孔隙率在50% 90%，形成合成纖維針刺氈，所述合成纖維的單纖直徑為80 100um;②將聚酯縫編線整經(jīng) 成盤頭，形成經(jīng)軸；③將玻璃纖維層、合成纖維針刺氈以及增強(qiáng)纖維層通過各自的傳送 機(jī)構(gòu)同時送入縫編機(jī)構(gòu)，同時將聚酯縫編線由變頻自動送經(jīng)機(jī)構(gòu)送入縫編機(jī)構(gòu)； 在縫編機(jī)構(gòu)中通過聚酯縫編線將玻璃纖維層、合成纖維針刺氈和增強(qiáng)纖維層一次性縫編得到 纖維層狀物復(fù)合制品。上述步驟③中所述的增強(qiáng)纖維層由玻璃纖維經(jīng)紗層和玻璃纖維緯紗層組成，玻璃纖維經(jīng)紗層和玻璃纖維諱紗層的材料均為玻璃纖維無捻粗紗；玻璃纖維緯紗層依次經(jīng)過鋪 緯機(jī)構(gòu)、平行移動機(jī)構(gòu)、鏈條運輸機(jī)構(gòu)后，由捅緯機(jī)構(gòu)送入縫編機(jī)構(gòu)，同時玻璃纖維經(jīng) 紗層經(jīng)過導(dǎo)紗機(jī)構(gòu)后由送經(jīng)機(jī)構(gòu)送入縫編機(jī)構(gòu)。上述步驟③中所述的玻璃纖維層為短切玻璃纖維層；短切玻璃纖維層是由玻璃纖維 粗紗經(jīng)短切后，分鋪到網(wǎng)帶上，通過網(wǎng)帶送入縫編機(jī)構(gòu)。上述纖維層狀物復(fù)合制品的厚度為2mm 15mm。本發(fā)明具有積極的效果(1)本發(fā)明的纖維層狀物復(fù)合制品是將多層材料一次縫編 成型，適合于RTM (樹脂傳遞模塑成型工藝)，VARTM (真空輔助樹脂轉(zhuǎn)移模塑工藝)等閉模成型工藝，具有可設(shè)計性強(qiáng)、工藝簡單、工效高的優(yōu)點，所得玻璃鋼產(chǎn)品強(qiáng)度高、 成本低，特別是改善了勞動環(huán)境和降低了勞動強(qiáng)度,因為苯乙烯作為交聯(lián)劑可以全部進(jìn) 入玻璃鋼產(chǎn)品中，故消除了對大氣產(chǎn)生的污染。(2)本發(fā)明的合成纖維針刺氈是一種起 到導(dǎo)流作用的功能層，由于該功能層中的合成纖維單纖直徑較大，又具有較高的孔隙率， 不僅使制得的纖維層狀物復(fù)合制品具有高速的浸透性和快速的導(dǎo)流性，而且使得纖維層 狀物復(fù)合制品具有較好的彈性和巻曲度。這不僅可以滿足閉模成型工藝對導(dǎo)流性的要 求，而且可以使得合成纖維針刺氈的最大厚度達(dá)到15mm，從而在制備厚度較厚的玻璃 鋼制品時，可以節(jié)省樹脂的用量同時由于合成纖維針刺氈的厚度最小只啲2mm，可 以在保證強(qiáng)度的前提下制得厚度只有l(wèi)厘米的玻璃鋼制品。(3)以本發(fā)明的纖維層狀物 復(fù)合制品為增強(qiáng)材料的玻璃鋼制造技術(shù)，可廣泛運用于造船、風(fēng)電葉片制造、風(fēng)力發(fā)電 中發(fā)電機(jī)導(dǎo)流罩、機(jī)艙罩、冷藏車車箱板、列車車廂外殼等的制造，且這些玻璃鋼產(chǎn)品 的強(qiáng)度較高、抗剪切性能較好、能滿足厚度的要求。


圖1為本發(fā)明實施例1的纖維層狀物復(fù)合制品的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實施例2的纖維層狀物復(fù)合制品的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式

(實施例1)如圖l所示，本實施例的纖維層狀物復(fù)合制品由短切玻璃纖維層l、聚丙烯纖維針 刺氈2、玻璃纖維經(jīng)紗層31以及玻璃纖維緯紗層32通過聚酯縫編線4 一次性縫編而成。 玻璃纖維經(jīng)紗層31和玻璃纖維緯紗層32的材料均為玻璃纖維無捻粗紗。纖維層狀物復(fù) 合制品的厚度為10mm 15mm。本實施例的纖維層狀物復(fù)合制品的制作過程如下① 將聚丙烯纖維進(jìn)行加彈、梳理、鋪網(wǎng)、針刺成型，形成聚丙烯纖維針刺氈2。聚 丙先纖維的單纖直徑為90wm，具有良好的彈性。這一過程中要控制孔隙率在70%。② 將聚酯縫編線4經(jīng)高速整經(jīng)機(jī)整經(jīng)成盤頭，形成經(jīng)軸。③ 將2400TEX玻璃纖維粗紗經(jīng)短切后，分散成網(wǎng)，形成具有無定向分布的短切玻 璃纖維層l，將短切玻璃纖維層1通過網(wǎng)帶送入縫編機(jī)構(gòu)。同時，將聚丙烯纖維針剌氈2通過網(wǎng)帶送入縫編機(jī)構(gòu)。同時,將1200TEX玻璃纖維經(jīng)紗31按照一定的規(guī)則從紗架上引出后一根一根排列， 并經(jīng)過導(dǎo)紗機(jī)構(gòu)后由電子調(diào)頻送經(jīng)機(jī)構(gòu)送入縫編機(jī)構(gòu)。同時，將1200TEX玻璃纖維緯紗32依次經(jīng)過鋪緯機(jī)構(gòu)、平行移動機(jī)構(gòu)、鏈條運輸 機(jī)構(gòu)后，由捅緯機(jī)構(gòu)一根一根有規(guī)律的送入縫編機(jī)構(gòu)。同時，將聚酯縫編線4穿到梳節(jié)上，由變頻自動送經(jīng)機(jī)構(gòu)送入縫編機(jī)構(gòu)。 ④在縫編機(jī)構(gòu)中，通過花盤帶動梳節(jié)上下左右運動，槽針、針芯相互配合使聚酯縫 編線4穿過各層材料，形成相互糾結(jié)的線圈，將短切玻璃纖維層l、聚丙烯纖維針刺氈 2、玻璃纖維緯紗層32以及玻璃纖維經(jīng)紗層31 —次性縫編得到纖維層狀物復(fù)合制品。 (實施例2)如圖2所示，本實施例的纖維層狀物復(fù)合制品由玻璃纖維短切氈l、聚丙烯纖維針 刺氈2以及碳纖維布3通過聚酯縫編線4 一次性縫編而成。纖維層狀物復(fù)合制品的厚度 為5mm 10mm。本實施例的纖維層狀物復(fù)合制品的制作過程如下① 將聚丙烯纖維進(jìn)行加彈、梳理、鋪網(wǎng)、針剌成型，形成聚丙烯纖維針刺氈2。聚 丙先纖維的單纖直徑為80um，具有良好的彈性。這一過程中要控制孔隙率在80%。② 將聚酯縫編線4經(jīng)高速整經(jīng)機(jī)整經(jīng)成盤頭，形成經(jīng)軸。③ 將玻璃纖維短切氈1通過網(wǎng)帶送入縫編機(jī)構(gòu)。 同時，將聚丙烯纖維針刺氈2通過網(wǎng)帶送入縫編機(jī)構(gòu)。 同時，將碳纖維布3通過網(wǎng)帶送入縫編機(jī)構(gòu)。同時，將聚酯縫編線4穿到梳節(jié)上，由變頻自動送經(jīng)機(jī)構(gòu)送入縫編機(jī)構(gòu)。
在縫編機(jī)構(gòu)中，通過花盤帶動梳節(jié)上下左右運動，槽針、針芯相互配合使聚酯縫編線4穿過各層材料，形成相互糾結(jié)的線圈，將玻璃纖維短切氈l、聚丙烯纖維針刺氈2、碳纖維布3—次性縫編得到纖維層狀物復(fù)合制品。 (實施例3)本實施例其余與實施例2相同，不同之處在于本實施例的纖維層狀物復(fù)合制品由玻璃纖維連續(xù)氈1、聚酯纖維針刺氈2以及玻璃 纖維經(jīng)編布3通過聚酯縫編線4 一次性縫編而成。纖維層狀物復(fù)合制品的厚度為2mm 5mm。
權(quán)利要求
1、一種纖維層狀物復(fù)合制品，其特征在于由玻璃纖維層(1)、合成纖維針刺氈(2)以及增強(qiáng)纖維層(3)疊合并連接在一起而構(gòu)成，且合成纖維針刺氈(2)位于玻璃纖維層(1)與增強(qiáng)纖維層(3)中間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維層狀物復(fù)合制品，其特征在于所述增強(qiáng)纖維層(3)由玻璃纖維經(jīng)紗層(31)和玻璃纖維緯紗層(32)組成，且玻璃纖維經(jīng)紗層(31)位于 外側(cè)，玻璃纖維緯紗層(32)位于內(nèi)側(cè)；玻璃纖維經(jīng)紗層(31)、玻璃纖維諱紗層(32)、 合成纖維針刺氈(2)和玻璃纖維層(1) 一次性縫編而連接在一起；玻璃纖維經(jīng)紗層(31) 和玻璃纖維緯紗層(32)的材料均為玻璃纖維無捻粗紗。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的纖維層狀物復(fù)合制品，其特征在于所述玻璃纖維 層(1)為短切玻璃纖維層、玻璃纖維短切氈、玻璃纖維連續(xù)氈或者玻璃纖維薄氈。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的纖維層狀物復(fù)合制品，其特征在于合成纖維針刺 氈(2)的合成纖維為聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酯纖維或者聚酰胺纖維。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維層狀物復(fù)合制品，其特征在于所述合成纖維針刺 氈(2)為聚丙烯纖維針剌氈，其中聚丙烯纖維的單纖直徑為80 100"m，孔隙率為 50% 90%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維層狀物復(fù)合制品，其特征在于所述增強(qiáng)纖維層(3) 的材料為玻璃纖維經(jīng)編布、芳綸布或者碳纖維布；玻璃纖維層(1)、合成纖維針刺氈(2) 與增強(qiáng)纖維層(3) —次性縫編而連接在一起。
7、 一種纖維層狀物復(fù)合制品的制作方法，其特征在于具有以下步驟① 將合成纖維進(jìn)行加彈、梳理、鋪網(wǎng)、針刺成型，控制孔隙率在50% 90%，形成 合成纖維針刺氈，所述合成纖維的單纖直徑為80 100um;② 將聚酯縫編線整經(jīng)成盤頭，形成經(jīng)軸；③ 將玻璃纖維層、合成纖維針刺氈以及增強(qiáng)纖維層通過各自的傳送機(jī)構(gòu)同時送入縫 編機(jī)構(gòu)，同時將聚酯縫編線由變頻自動送經(jīng)機(jī)構(gòu)送入縫編機(jī)構(gòu)；④ 在縫編機(jī)構(gòu)中通過聚酯縫編線將玻璃纖維層、合成纖維針剌氈和增強(qiáng)纖維層一次 性縫編得到纖維層狀物復(fù)合制品。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于步驟③中所述的增強(qiáng)纖維層由 玻璃纖維經(jīng)紗層和玻璃纖維緯紗層組成，玻璃纖維經(jīng)紗層和玻璃纖維緯紗層的材料均為 玻璃纖維無捻粗紗；玻璃纖維緯紗層依次經(jīng)過鋪緯機(jī)構(gòu)、平行移動機(jī)構(gòu)、鏈條運輸機(jī)構(gòu) 后，由捅緯機(jī)構(gòu)送入縫編機(jī)構(gòu)，同時玻璃纖維經(jīng)紗層經(jīng)過導(dǎo)紗機(jī)構(gòu)后由送經(jīng)機(jī)構(gòu)送入縫編機(jī)構(gòu)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于步驟③中所述的玻璃纖維層為短切玻璃纖維層；短切玻璃纖維層是由玻璃纖維粗紗經(jīng)短切后，分鋪到網(wǎng)帶上，通過網(wǎng) 帶送入縫編機(jī)構(gòu)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的制作方法，其特征在于所述纖維層狀物復(fù)合 制品的厚度為2mm 15mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種纖維層狀物復(fù)合制品及其制作方法，該纖維層狀物復(fù)合制品由玻璃纖維層、合成纖維針刺氈以及增強(qiáng)纖維層疊合并連接在一起而構(gòu)成，且合成纖維針刺氈位于玻璃纖維層與增強(qiáng)纖維層中間。其制作方法如下①制作孔隙率在50％～90％、單纖直徑為80～100μm的合成纖維針刺氈；②將聚酯縫編線整經(jīng)成盤頭，形成經(jīng)軸；③將玻璃纖維層、合成纖維針刺氈以及增強(qiáng)纖維層同時送入縫編機(jī)構(gòu)，將聚酯縫編線由變頻自動送經(jīng)機(jī)構(gòu)送入縫編機(jī)構(gòu)；④在縫編機(jī)構(gòu)中將各層材料一次性縫編得到纖維層狀物復(fù)合制品。本發(fā)明的纖維層狀物復(fù)合制品適合于RTM，VARTM等閉模成型工藝，具有可設(shè)計性強(qiáng)、工藝簡單、工效高的優(yōu)點。
文檔編號B32B5/10GK101219585SQ20081001888
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者仇小偉, 史建軍, 宣維棟, 張從勇, 朱忠裕, 王友存 申請人:常州天馬集團(tuán)有限公司