[发明专利]简易带接头碳纤维棒材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种简易带接头碳纤维棒材及其制备方法，包括由预浸碳纤维环热固化形成的碳纤维棒材本体，所述碳纤维棒材本体包括杆部和一体形成在杆部两端的环形部，还包括嵌设在所述环形部内的带销孔的接头，和预先套设在预浸碳纤维环上并在预浸碳纤维环热固化时热缩收紧从而使预浸碳纤维环的中部形成所述杆部且两端形成所述环形部的热缩套管，所述销孔的轴向与杆部的长度方向垂直，接头的径向和轴向均由环形部限位。基于热缩套管成型固化，与使用合模模具成型固化的碳纤维棒材相比，本技术方案在保证良好使用性能的前提下，具有材料成本低，形状比较规整，便于生产，且生产过程中不受长度限制，具有较高的成材率的特点。

技术领域

本发明属于树脂基复合材料棒材技术领域，具体涉及一种简易带接头碳纤维棒材及其制备方法。

背景技术

各种树脂基复合材料棒材的生产方法基本以拉挤为主，拉挤工艺已比较成熟，生产成本相对较低，但拉挤工艺生产的棒材和其他构件(例如连接用接头)连接式可采用胶接(胶粘剂连接)、铆接、夹片连接等方式，胶结虽然不会降低棒材本身性能，但胶结处性能和棒材本体不能保持一致，而其他连接方式则会因为需要在棒材两端进行机加工造成棒材连接处性能下降。

为了解决碳纤维复合材料棒材连接问题，有人采用两端为金属的接头，在制作棒材时将预浸的高强度纤维直接绕制在棒材的两端，用模具使棒材成型后一起进行固化。这种方法虽然解决了接头问题，但存在以下问题：

1、需要复杂的模具实施过程，包括包覆隔离膜，涂敷脱模剂、加工可合模的模具；

2、对缠绕的预浸纤维的数量要控制好否则会在模具内出现较多空隙(模具内空间大于预浸纤维体积)，或不能合模或在固化加热时将树脂溢出；

3、如果棒材很长则用模具实施难以实现，如棒材长度超过十米，则难以实施。

有人采用真空袋法将要固化的棒材包覆，但在加热固化时难以形成规则的形状，甚至导致内部纤维变形由此导致棒材受力时内部受力不均匀导致棒材性能下降。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种简易带接头碳纤维棒材，基于热缩套管解决碳纤维复合材料棒材连接问题，具有成本低、不受长度限制且成材率高的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种简易带接头碳纤维棒材，包括由预浸碳纤维环热固化形成的碳纤维棒材本体，所述碳纤维棒材本体包括杆部和一体形成在杆部两端的环形部，还包括嵌设在所述环形部内的带销孔的接头，和预先套设在预浸碳纤维环上并在预浸碳纤维环热固化时热缩收紧从而使预浸碳纤维环的中部形成所述杆部且两端形成所述环形部的热缩套管，所述销孔的轴向与杆部的长度方向垂直，接头的径向和轴向均由环形部限位。

进一步的，所述热缩套管的外表面和环形部的外表面分别喷涂有耐磨涂层。

进一步的，所述热缩套管的热缩倍率为3倍或4倍，因为一般接头要比纤维预浸料本体大得多，所以选用倍数大的热缩套管才能让接头从管内穿过，另一方面，大倍率热缩套管具有较大的收缩力可有效排出热缩套管内的气体，并有效成型。

进一步的，所述热缩套管的材质为PVC、ABS、EVA或PET中的任意一种。

进一步的，热缩收紧前，所述热缩套管的两端分别通过玻璃丝带绑紧。用玻璃纤维带将热缩套管的两端缠绕绑紧可以保证在加热固化时树脂不会从热缩套管的两端溢出，保证固化效果和碳纤维棒材本体的较好使用性能，且由于玻璃纤维带非密封带，加热时热缩套管内的空气可通过玻璃纤维带被排出。

进一步的，为了进一步保证碳纤维棒材本体与接头之间的有效连接，所述接头的外周面设有环形凹槽，所述环形部紧嵌在环形凹槽内。

上述简易带接头碳纤维棒材的制备方法，包括如下步骤：