[发明专利]一种带有螺纹的柱状复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别是涉及一种带有螺纹的柱状复合材料。

背景技术

增强纤维聚合物树脂复合材料如今已经得到广泛的使用，因为它们具有卓越的力学性能，而且质量更轻的特点，这些特点在航空工业领域显得尤为重要。目前，这些复合材料结构构件可以替代航空航天领域的一些结构件，例如传统的由金属制成的机械紧固件和胶黏剂。传统的由金属制成的紧固件在某些方面具有缺陷，它们质量大而且易偶电腐蚀，在航天器正常飞行中的震动和在暴风雨或演习中的大负载情况下将会使这些紧固件失效，接缝之间的胶黏剂也会使拆卸维护和保养变得困难。

然而早期尝试用复合塑料紧固件来解决这些缺陷，这些早期的努力并没有被广泛地应用因为经济和技术因素。例如一种具有玻璃纤维增强螺纹的螺纹塑料件，在其轴向有多个树脂浸渍的玻璃纤维增强丝产生螺纹，但这种螺纹构件的制造要求使用精密模具，其具有与所形成的部件互补的空腔，制作更为复杂。另一种把碳纤维作为增强材料封装在一种不完全聚合的热固性树脂基体中制得的铆钉，当使用这些铆钉时，其头部是不完全聚合，加热它的头部使其变软。与所有的铆钉一样，它是没有螺纹的，在一定的低温环境中使用时，需要控制温度，以防止树脂过早凝固，不仅对使用温度有要求，而且没有螺纹。

发明内容

本发明的目的是：提供一种质量轻、强度大、表面摩擦力大的带有螺纹的柱状复合材料，解决当前金属加强材料质量大和复合材料表面光滑摩擦力低的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种带有螺纹的柱状复合材料，包括心轴、编织结构增强体和树脂，编织结构增强体位于心轴外部；编织结构增强体中具有一根或者多根粗的螺纹股线，螺纹股线形成柱状结构表面的螺纹结构，螺纹股和普通股线完成编织结构成型后与树脂采用复合工艺成为柱状复合材料；树脂按重量百分比由10-15%不饱和聚酯树脂、70-80%环氧树脂、10-15%酚醛树脂复配而成。

进一步的，编织结构增强体是通过编织结构实现，编织结构为1:1编织、2:2编织、3:3编织或多股并排方法编织，编织角度为15°-45°。

进一步的，螺纹股线采用单向或双向的一根或者多根股线，螺纹股线与普通股线直径比为1.5-5：1。

本发明的目的有益效果是：由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：(1)所述方法制得的加强材料与其他金属材料相比质量更轻强度更大；（2）所产生的单向或双向螺纹能显著增加复合材料表面的摩擦力；（3）有效改变了管状编织复合材料的外观；（4）较粗的股线的使用提高了复合材料的力学性能。本发明的螺纹结构稳定均匀，具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，可以广泛应用在建筑增强等场合。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中标注说明：1、螺纹股线；2、普通股线；3、心轴。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，从图1所示本发明的结构示意图可以看出，本发明包括心轴3、编织结构增强体和树脂三部分，编织结构增强体位于心轴3外部。其中编织结构增强体中有一根或者多根相对较粗的螺纹股线1，这些螺纹股线1便形成柱状结构表面的螺纹结构。螺纹股线1和普通股线2完成编织结构成型后，与树脂采用复合工艺成为柱状复合材料。增强体是通过编织结构实现的，编织结构为1:1编织、2:2编织或者3:3编织，也可以通过多股并排的方法进行编织，编织角度为15°-45°。螺纹是通过在编织结构中采用一根或者多根相对较粗的编织股线来实现的，该股线称为螺纹股线1。螺纹股线1可以使顺时针方向的某根或者某些跟股线，也可以是顺时针和逆时针两个方向上都同时存在，即螺纹在两个方向上都存在。螺纹股线1与普通股线2直径比一般控制在1.5-5：1。本发明中的树脂为热固性树脂，按重量百分比，由10-15%不饱和聚酯树脂、70-80%环氧树脂、10-15%酚醛树脂复配而成。

实施例1：单向螺纹柱状编织复合材料：