[发明专利]一种格构增强型复合材料泡沫夹芯支撑柱及其制备方法

权利要求书

1.一种格构增强型复合材料泡沫夹芯支撑柱，其特征在于，所述支撑柱的主体包括圆柱筒形的复合材料内蒙皮（1）和复合材料外蒙皮（4），所述复合材料内蒙皮（1）和复合材料外蒙皮（4）之间设置有泡沫板条（2），所述泡沫板条（2）之间设有复合材料格构（3），所述复合材料格构（3）等间隔分布在泡沫板条（2）之间，并将复合材料内蒙皮（1）和复合材料外蒙皮（4）连接在一起；在所述支撑柱两端设置有用于与顶部结构或与另一个相同支撑柱相连的支撑面连接法兰（5）；在支撑柱外蒙皮的两端设置有端部增强（6）。

2.根据权利要求1所述的格构增强型复合材料泡沫夹芯支撑柱，其特征在于，所述复合材料内蒙皮（1）和复合材料外蒙皮（4）均由纤维增强树脂基复合材料构成，所述纤维增强树脂基复合材料中的增强材料由玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布和芳纶纤维布中的一种或多种，所述纤维增强树脂基复合材料中的树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的格构增强型复合材料泡沫夹芯支撑柱，其特征在于，所述泡沫板条（2）的横截面为等腰梯形，所述泡沫板条（2）为PVC泡沫、PMI泡沫、PU泡沫或PEI泡沫中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的格构增强型复合材料泡沫夹芯支撑柱，其特征在于，所述复合材料格构（3）为纤维增强树脂基复合材料构成，所述纤维增强树脂基复合材料中的增强材料由玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布和芳纶纤维布中的一种或多种，所述纤维增强树脂基复合材料中的树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的格构增强型复合材料泡沫夹芯支撑柱，其特征在于，所述支撑面连接法兰（5）为纤维增强树脂基复合材料构成，所述纤维增强树脂基复合材料中的增强材料由玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布和芳纶纤维布中的一种或多种，所述纤维增强树脂基复合材料中的树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种；可在所述支撑面连接法兰（5）内埋置钢板。

6.根据权利要求1或5所述的格构增强型复合材料泡沫夹芯支撑柱，其特征在于，所述支撑面连接法兰（5）为圆形面或环形面，其外径大于支撑柱体的外径。

7.根据权利要求1所述的格构增强型复合材料泡沫夹芯支撑柱，其特征在于，所述端部包裹增强（6）为纤维增强树脂基复合材料构成，环向包裹在支撑柱外蒙皮的两端；所述纤维增强树脂基复合材料中的增强材料由玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布和芳纶纤维布中的一种或多种，所述纤维增强树脂基复合材料中的树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的格构增强型复合材料泡沫夹芯支撑柱，其特征在于，所述支撑柱主体的内径为100-1000mm，高度为500-4000mm；所述复合材料内蒙皮（1）与复合材料外蒙皮（4）的厚度相同或不同，厚度为2-10mm。

9.根据权利要求1所述的格构增强型复合材料泡沫夹芯支撑柱，其特征在于，所述泡沫板条（2）的厚度为10-100mm；所述复合材料格构（3）的厚度为2-10mm。

10.一种格构增强型复合材料泡沫夹芯支撑柱的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

（一）准备泡沫板条（2）：根据构件尺寸设计要求，预先将泡沫平板切割成横截面为梯形的泡沫板条；

（二）纤维布包裹泡沫板条：在泡沫板条（2）外侧包裹纤维布，并用纤维丝将纤维布固定好，备用；

（三）准备预成型体：在圆柱形芯模上涂抹脱模剂后，先在模具上包裹内蒙皮的增强材料；然后将包裹了纤维布的泡沫板条沿圆周方向紧密地布置在内蒙皮增强材料上，并用纤维丝绑扎固定；然后再包裹外蒙皮的增强材料；在支撑柱两端将内蒙皮的增强材料向外翻边，外蒙皮的增强材料向内翻边，也可以在翻边的同时埋置钢板，用于制备支撑面连接法兰；在支撑柱外蒙皮两端缠绕纤维布，作为端部包裹增强，最终得到预成型体；

（四）组装真空导入成型系统：在所述预成型体上，依次布置脱模布、导流网、注胶口、抽气口、螺旋管，最后用真空袋封装在圆柱形芯模上，形成一个密封系统；

（五）注胶与固化成型：用溢胶管将抽气口与真空系统连接，对密封系统抽真空，检查封闭系统的气密性，确认气密性良好后用注胶管将注胶口与装有树脂体系的容器相连，树脂在负压下抽入封闭系统，树脂在通过螺旋管和导流网均匀浸润纤维布并填充泡沫与纤维布之间的空隙，固化成型；

（六）后处理：使用顶推法将模具从固化后的成型体中取出来，脱除成型体上的真空袋、导流网、脱模布、螺旋管，打磨毛边，便可得到格构增强型复合材料泡沫夹芯支撑柱。