[实用新型]一种轻质高强的纤维复材

说明书

技术领域

本实用新型涉及复合材料，尤其是一种轻质高强的纤维复材。

背景技术

随着“节能环保”越来越成为了广泛关注的话题，轻量化也广泛应用到复合材料成型领域。以汽车的轻量化为例，其定义为在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，若汽车整车重量降低10％，燃油效率可提高6％—8％；汽车整备质量每减少100公斤，每一百公里油耗可降低0.3—0.6升；汽车重量降低1％，油耗可降低0.7％。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。可见，材料的轻量化具有深远的研究意义。

材料的轻量化从最初的以铝合金取代高强钢，到后来的镁合金，后来又出现了玻璃纤维复材、碳纤维复材、夹心复材、夹心加强筋复材等。例如实用新型专利CN 205073622 U公开了一种高强度碳纤维羽毛球拍，采用碳纤维制成，在拍杆外表面沿轴线方向设有螺旋状的杆部加强筋，这种结构只能运用于已经形状固定的产品的外表面局部，不仅强度增加的作用有限，且不具有广泛运用其他产品的意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是克服现有技术存在的不足，尝试提供一种轻质高强的纤维复材，利用该复材为原料，可制成各种不同的产品，由于该材料可大量运用于材料成型领域，且不受产品外形的限制，故本实用新型所述的轻质高强的纤维复材，不仅可以大幅提升产品的强度，而且具有广泛运用的价值。

本实用新型所述的轻质高强的纤维复材最外层为纤维复材布包裹，内部包括由纤维复材布构成的加强筋和空腔，其中加强筋由纤维复材布构成，起到连接纤维复材外壁与空腔的作用，所述空腔位于加强筋彼此之间或者加强筋与纤维复材外壁之间，且在至少一个空腔内填充有高能胶。由于采用空腔结构，且在至少一个所述的空腔内填充有高能胶，所以同样尺寸的制件，由本实用新型所述的轻质高强的纤维复材制成的制件其质量更轻，且强度仍有保证。

本实用新型所述的轻质高强的纤维复材含有高能胶，由于加入了高能胶这种热自膨胀材料，所以本实用新型所述的轻质高强的纤维复材在加工过程中，不需要使用传统模压的压机；同时以本实用新型所述的轻质高强的纤维复材作为原材料，在制品加工过程中，利用高能胶受热过程中膨胀产生内挤压力，替代了传统模压的压机，极大节省设备的投入。

本实用新型所述的轻质高强的纤维复材，在同样强度要求的前提下，可以节省纤维复材布的用量12-18％，降低了生产成本，提高性价比。

经检测，本实用新型所述的轻质高强的纤维复材可提高制品15-30％的抗弯强度，同时还具有提升制品的减震性能的效果。

本实用新型所述的轻质高强的纤维复材，其制备过程如下：

第一步，按结构设计规格尺寸，裁切纤维复材布、高能胶整理好待用；

第二步，铺层预型，铺层顺序，按照所设计的结构包裹预型的制品；

第三步，将预型好的制品，放入模具腔内，上下合模锁紧；

第四步，对模具进行加热至140-170℃，维持10-60min，致使复合材料内的树脂完全固化成型。

第五步，冷却模具，开模取出制品，获得轻质高强，外观光滑饱满的纤维复材。

其中所述纤维复材布，可以是碳纤维复材布、玻璃纤维复材布，凯芙拉纤维复材布，或者是三者配合使用。

其中所述纤维复材布层数，可以是单层也可以是多层复合，根据力学强度要求而定。

其中所述高能胶，是指受热膨胀材料，其启动膨胀温度60-230℃，膨胀前后体积倍率1-50倍，膨胀后产生的压力范围0.1-20MPa。膨胀材料受热膨胀后对周围纤维复材布产生压力，使纤维复材布层间结合更加紧密，成型后高能胶邵氏硬度为60-80，进而提高制品强度。

具体方案如下：

一种轻质高强的纤维复材，所述的纤维复材最外层为纤维复材布包裹，内部包括由纤维复材布构成的加强筋和空腔，其中加强筋由纤维复材布构成，起到连接纤维复材外壁与空腔的作用，所述空腔位于加强筋彼此之间或者加强筋与纤维复材外壁之间，且在至少一个空腔内填充有高能胶。

进一步的，所述纤维复材为圆管，方管，或多边形管。

进一步的，所述空腔的数量大于等于2。

进一步的，所述纤维复材布为碳纤维复材布、玻璃纤维复材布，凯芙拉纤维复材布中的至少一种。

进一步的，所述纤维复材布为单层或多层复合。

具体的，本发明可以是以下几种结构但不限于此：