[发明专利]一种裸露的连续形变复合材料型材

说明书

本发明公开一种裸露的连续形变复合材料型材，其具有曲线空间形态并可盘绕，包括芯材，所述芯材材料包括连续纵向纤维和树脂，其中，所述连续纵向纤维的体积占比为所述芯材材料总体积的60%‑80%，所述曲线空间形态包括二维平面曲线型、三维空间曲线型中的一种或两种，其截面形状包括圆形、椭圆形、葫芦形、多边形中的一种或几种，不同位置的截面大小相同或不同，其抗拉强度为1200‑4000MPa，线膨胀系数为0.6‑8×10‑6 1/℃，弹性模量为120‑240Gpa；其中，所述连续形变复合材料型材的空间形态为三维空间曲线型，并且是理论上可无限延伸的连续形变复合材料线缆，而连续形变复合材料型材的可得性可以保障需要综合各方面性能要求的复合材料价值工程设计所需。

技术领域

本申请是申请号为202010710421.9、申请日为2020.07.22的中国发明专利《一种连续形变复合材料型材及其制备方法》的分案申请，本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种裸露的连续形变复合材料型材。

背景技术

通过将多根长条的高强度纤维汇集成束，并使树脂浸渗于其中而制作的高强度纤维复合材料型材的拉伸强度高、伸缩性低、且轻量、且耐蚀性优异，因此，正在被广泛应用于桥梁、混凝土结构物、输电线等。

现有技术中，制备高强度纤维复合材料型材的工艺过程如下：先将连续的碳纤维等纤维材料绞合固定在一起，然后穿过基底材料环氧树脂浸胶槽充分浸渍，接着由挤压成型模拉出，拉出后的束状产品最后再经过固化室，让树脂在室内发生充分硬化，如中国专利CN101295564B公开的碳纤维复合绞线制造方法及设备、CN201933348U公开的纤维复合型绞合线缆。这些制作方法有一个共同的绕不开的难题：预浸料中的树脂在加热交联固化时，要依次经历低粘度粘流态、凝胶态和玻璃态，预浸料表面紧密缠绕的丝带，并不能阻止其绞合成缆或加热时发生严重变形，导致树脂的渗出，且因保压不足而在固化反应时产生气泡；此外，树脂渗透将导致线材发生粘连固化，绞合结构将失去本应具备的卷绕特性，抗折损能力差。

为了提高线材抗折损能力，CN105304189A利用拉挤技术制作直径1.7-4.0mm复合线材，利用纵包焊管技术对线材铠装厚0.1-0.2mm的不锈钢，再将多根有不锈钢铠装的线材绞合而成，这种结构的承力型材解决了易弯曲和抗折损的矛盾，但是绞合成线缆过程中型材是由直线形态强行弹性变形为螺旋线的，因为带有铠装层的型材的制作是利用复合材料连续拉挤技术而成，由于浸渍了树脂的连续纤维材料必须在腔模中固化，而固化过程中这些浸渍了树脂的连续纤维材料会与其所处的腔模之间进行相对的运动，如果在它们相对运动的过程中对腔模的截面形状、大小或腔模的空间形态进行变形，必将导致所述相对运动不畅乃至停止，且工艺上无法控制上述低粘度粘流态、凝胶态或玻璃态的树脂的固化过程，所以不能实现连续形变复合材料型材的制备。

另一方面，由于现有技术中连续纤维复合材料型材制备方法中，通常被称为预浸料的浸渍了树脂的连续纤维材料，在被拉入挤压成型模时，多余的一部分树脂仅仅为挤压成型模模口边缘或前置的滤胶装置被动过滤，故固化成型的型材中树脂的体积占比往往超过了实际产品性能所需，即降低了给定截面积条件下复合材料型材的强度和卷绕特性等关键性能指标，又增加了产品的成本和重量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种裸露的连续形变复合材料型材，利用该制备方法，可以连续制备连续形变复合材料型材，而连续形变复合材料型材的可得性可以保障需要综合各方面性能要求的复合材料价值工程设计所需。

本发明的技术方案是，一种连续形变复合材料型材的制备方法，包括依次进行的以下步骤：

S1.用树脂浸渍连续纵向纤维得到预浸料，将金属连续焊接或挤包得到管坯。预浸料的制备和管坯的制备可以同时或不同时执行。