[发明专利]塑胶包覆的复合材料型材

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料型材，包括管材、棒材和异型材。

背景技术

纤维增强的树脂基复合材料以其轻质高强的特点在各行业的应用越来越广泛。其中由连续拉挤工艺制成的各种型材的用量也越来越大，主要包括各种口径和截面形状的管材、各种直径和截面形状的棒材以及各种截面形状的异形材。

拉挤成型复合材料型材的抗拉和抗弯强度非常好，但其抗压强度则比较低。特别是采用连续长纤维增强的拉挤型材，顺着纤维走向的机械强度很好，垂直于纤维走向方向的机械强度则大为降低。拉挤成型复合材料型材在作为有抗压要求的结构件时，往往容易出现开裂现象。另外，纤维增强复合材料还有一个缺点就是其中的少量纤维浮于材料表面，会引起皮肤刺痒，所以一般不适合于直接应用于消费品中。

如果在上述的纤维增强复合材料拉挤型材的外边包裹一层有一定机械强度的塑料材料，则可以同时克服所述的两个缺点。这样的双层结构既保留了纤维增强复合材料良好的抗拉和抗弯强度，同时大大增强了抗冲击强度和抗开裂性。还避免了表面纤维的污染。

外包层可以采用塑料挤出工艺生产，将制好的型材内层推送进挤出模具模口，挤出机挤出的熔融塑胶熔体包覆在型材内层外面形成外包层。经定型、冷却、切割即可制得需要的产品。挤出工艺制成的外包层经冷却收缩后，其包覆力度是很强的，完全可以满足一般的需求。为了进一步获得包覆强度更好的产品，可以把内层的截面外轮廓设计成起伏不平的状态，或增加几条沟槽。

用上述技术方案制成的双层型材可以在很多方面得到应用，比如：太阳伞的杆子和骨架；自行车三角架；门窗型材；护栏等等。可以达到以塑代木、以塑料代钢的目的。

目前市场上有很多双层结构的玻璃钢/塑胶双层管，其技术方案是在塑胶管的外边再用缠绕工艺增加一层玻璃钢外包层，这种双层复合管主要应用于有耐压要求的液料输送，和本发明的双层管在结构上正好相反，增强目的也有所不同，属完全不同的技术方案，特别是实现工艺上是完全不同的范筹。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种综合性能优异的纤维增强复合材料型材，达到以塑代木、以塑代钢的目的。所述型材是指管材、棒材或异型材。

为解决上述技术问题，本发明双层结构的纤维增强的树脂基复合材料型材，其特征在于：所述型材的内层是由纤维增强的树脂基复合材料制成的，特别是由拉挤工艺制得的纤维增强的树脂基复合材料型材制成，外层是由塑胶材料制成的，特别是由热塑性塑料制成的，形成塑胶材料包覆复合材料内层的双层结构形态。

玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、植物纤维都可以作为本发明型材的增强纤维，其它具有类似性质的纤维也可以用作本发明型材的增强纤维。由两种或多种纤维混合的混杂纤维也可以用作本发明型材的增强纤维。

为了增强内外层之间的结合力，可以把内层的截面外轮廓设计成起伏不平的状态，或增加几条沟槽，外包层则相应的凹进或凸起。

本发明特别适用于外轮廓尺寸在10mm-300mm之间的管材、棒材和异型材，这样的型材可以应用于很多设备和用品的结构件。

对于管材来说，适宜的尺寸是：内层壁厚在2mm-100mm之间，外包层的壁厚在0.5mm-15mm之间。

对于棒材来说，适宜的尺寸是：外径或外轮廓尺寸在10mm-300mm之间，外包层的壁厚在0.5mm-15mm之间。

对于异型材来说，适宜的尺寸是：外轮廓尺寸在10mm-300mm之间，内层壁厚在1mm-20mm之间，外包层壁厚在0.5mm-10mm之间。常用的异型材有“U”型材。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明双层结构纤维增强树脂基复合材料圆棒材的截面图。

图2为本发明双层结构纤维增强树脂基复合材料方棒材的截面图。

图3为两种不同形状本发明双层结构纤维增强树脂基复合材料管材的截面图。

图4为本发明双层结构纤维增强树脂基复合材料“U”型材示意图。

实施方式

实施例1：

如图1和图2所示，选用碳纤维作为增强材料，选用不饱和聚酯作为基体树脂，采用拉挤成型工艺，拉挤出一定大小的圆棒或方棒材，作为内层1。

选用尼龙(PA)作为外包层树脂，采用挤出工艺使PA熔融体包覆在拉挤棒材外面形成外包层2。

实施例2：

如图3所示，选用玻璃纤维作为增强材料，选用不饱和聚酯作为基体树脂，采用拉挤成型工艺，拉挤出一定大小的管材，作为内层1。