竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方法

2023-12-11 10:14:12 1

專利名稱：竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方法
竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方法本發明屬混雜纖維複合材料生產技術領域，特別涉及把竹質纖維條(竹蔑條或竹 片等等)與玻璃纖維等纏繞配合增強熱固性樹脂拉擠製成各種等截面的線性竹玻璃鋼復 合工程材料及製品的成型方法。目前，已知的拉擠工藝是複合材料生產的一種常用的高效成型方法，主要用於玻 璃纖維粗紗與樹脂基體連續拉擠生產纖維增強塑料產品。它是將紗架上的無捻玻璃纖維 粗紗和其它連續增強材料、聚酯表面氈等進行樹脂浸績，然後通過保持一定形狀的定型模 具、成型模具，並使其在模具內固化成型後被牽引連續出模，經切斷能得到玻璃鋼拉擠製品 的一種自動化生產工藝。各種玻璃鋼拉擠產品性能優良，應用範圍廣泛，但造價太高，應用 規模不是很大。竹材生長迅速，可再生能力強，與其它纖維材料相比價格低廉，它結構緻密， 抗壓、抗拉、耐磨性能好、彈韌性好，與木材等其它植物纖維相比溼漲率小，而它的耐腐蝕性 更優於木材等其它植物纖維。但由於竹杆中空、直徑小、成板性能差、長度有限及割裂性大、 易黴變、自然狀態下與塑料或玻璃鋼類產品相比耐候性能差、直接與各種聚合物樹脂複合 的相容性能差等等多種原因，使其沒能在拉擠產品上應用，因此大量的竹質材料也沒能發 揮其應有的作用，用優良的竹質材料來生產各種拉擠型材產品可以滿足許多場合的使用要 求。為了克服現有玻璃鋼拉擠產品價格高和竹質材料短小等等缺點的不足，本發明提 供的竹玻纖維拉擠竹玻璃鋼複合工程材料產品，該竹玻璃鋼複合工程材料產品不僅能保證 充分利用竹質材料收縮量小、彈性和韌性都高、順紋抗拉強度約為1800kg/cm2、順紋抗壓強 度約為800kg/cm2等等的固有性能。而且是通過竹條環繞玻璃纖維粗紗使每根竹條都處 於玻璃鋼的基體當中，因此具有玻璃鋼基體材料的性能和外觀，需要的情況下用玻璃鋼的 通透性也能使之具有顯現竹質材料的外觀，同時利用玻璃鋼材料的包覆外層阻隔了竹質材 料與空氣、黴菌等不利與有害環境、物質的接觸，因此可在保證竹質材料的原有性能的前提 下，大大地延長了使用壽命。同時也很容易通過增加、減少玻璃纖維的含量來提高、降低玻 璃鋼含量來控制竹玻璃鋼產品的性能和價格。能滿足許多應用場合的使用要求，像隔熱性 能等還優於玻璃鋼，特別是價格的降低，可以實現大規模推廣應用。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是首先把竹材加工成按設計需要的各 種規格的竹質纖維條，預先把同一規格橫截面的有限長竹質纖維條經對接、指接、打坡口搭 接、襯氈、襯紙、襯布等膠接或機械聯接成無限長連續竹質纖維條，簡稱連續竹條，連續竹條 卷繞成卷，簡稱竹條卷。接下來按需把多卷相同規格或不同規格的竹條卷安放在纖維架上 的竹卷架上，與每根竹條相對應按需把一卷或多卷玻璃纖維無捻粗紗安放到纖維架上與該 竹條對應的繞動紗架上，該繞動紗架可以相對竹條旋轉或相對幾根竹條旋轉、運動，其它玻 璃纖維無捻粗紗卷、玻璃纖維氈、織物等等其它增強材料安放到纖維架上相應的紗、氈、織 物架上；引出竹條通過各自的繞紗架經玻璃纖維粗紗環繞成繞紗竹條，粗紗也可按需相對 各自的竹條旋轉或運動；繞紗竹條、玻璃纖維粗紗、玻璃纖維氈等各種增強纖維或織物通過 纖維排布器，按需通過除溼加熱器除溼加熱。進入浸膠槽預浸績樹脂，預浸好的增強材料 (竹條、繞紗竹條、粗紗、氈、織物等)穿過預成型裝置、模具或裝置與模具一起預成型，它將
4玻璃纖維紗填充竹條的縫隙並被玻璃纖維織物、氈等的包覆來形成了實心型材外表面或空 心型材內外表面以此來增加型材的整體強度，使竹條、粗紗、氈等準確結合、去除多餘樹脂、 排除體系中的氣泡。接著進入具有加熱功能的成型固化模具加熱固化成所需的截面形狀的 連續竹玻璃鋼拉擠產品，該產品在牽引裝置的牽引之下引離模具，最後經切割裝置定長切 割成所需長度的竹玻璃鋼拉擠產品。拉擠竹玻璃鋼產品可以是實心的也可以是空心的，可 以是各種規格的竹玻璃鋼拉擠型材也可以是各種不規格竹玻璃鋼拉擠異型材；竹玻璃鋼拉 擠實心、空心板材；竹玻璃鋼拉擠圓形管材，竹玻璃鋼拉擠方形、矩形管材；竹玻璃鋼拉擠 空腹、實腹門窗異型材；竹玻璃鋼拉擠空芯、夾芯及實芯豎直軸風力發電機葉片；通過與模 具配合也可以拉擠出各種等橫截面旋轉或曲線的實心、空心的各種非線性竹玻璃鋼產品。本發明的有益效果是，通過該工藝加工出的各種拉擠竹玻璃鋼產品可大大地擴大竹 質材料的應用範圍和應用領域，能保證竹質材料發揮出巨大的效能，通過竹條繞玻璃纖維紗來 減小了割裂性同時也通過玻璃纖維紗增加了與聚合物樹脂的相容性，實現竹條之間可以靠玻 璃纖維紗與樹脂固化成的玻璃鋼基體的機械連接，這消除了竹條與聚合物基體複合易分離的 弊病。可根據使用要求來確定需不需無捻玻璃纖維紗環繞竹條轉動，環繞量是多少，環繞量大 竹條表面裸露量少產品性能好可以根據使用性能要求來設計出各種結構樣式與竹玻比例的竹 玻璃鋼拉擠產品，並儘量提高竹玻比例以降低造價來滿足大規模應用的需求。竹玻纖維拉擠材 料與竹玻織物拉擠產品相比減少了織造環節縮短了工藝流程，因此具有成本低的優勢。下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的竹玻璃鋼拉擠複合板的局部剖視結構示意圖。圖1-1為竹玻璃鋼複合板的局部剖視結構示意圖。圖1-2為竹玻璃鋼複合板的局部放大示意圖。圖2是部分竹玻璃鋼拉擠規則型材結構示意圖，其中圖2-1為竹玻璃鋼拉擠槽鋼型材示意圖。圖2-2為竹玻璃鋼拉擠板材型材示意圖。圖2-3為竹玻璃鋼拉擠工字鋼型材示意圖。圖2-4為竹玻璃鋼拉擠管材型材示意圖。圖2-5為竹玻璃鋼拉擠角鋼型材示意圖。圖2-6為竹玻璃鋼拉擠棒材型材示意圖。圖2-7為竹玻璃鋼拉擠裹芯板示意圖。圖2-8為竹玻璃鋼拉擠空心條板示意圖。實施例圖1中1.玻璃鋼基體，2.竹條。在圖1中，按拉擠成型工藝把多條繞玻璃纖維紗竹條按需加入玻璃纖維氈、玻璃 纖維紗、玻璃纖維織物一起侵績樹脂疊置通過拉擠模具，經固化而成連續竹玻璃鋼拉擠板 材，它由玻璃鋼基體(1)、緊密地把繞玻璃纖維紗竹條中的竹條(2)固化在一起。玻璃鋼基 體(1)由玻璃纖維氈、玻璃纖維紗、玻璃纖維織物、繞竹條的玻璃纖維紗等一種或幾種增強 玻璃纖維製品與樹脂固化而成，繞玻璃纖維紗竹條當中的竹條(2)是由的竹經條組成，也 可以是按需加入的緯向竹玻織物、竹條等竹條組成，也可按需加入其它增強材料。竹玻璃鋼 拉擠板材的側邊可以是任何形狀，可以是平板，可以是弧板等任何需要的形狀。
權利要求
竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方法，其特徵在於首先把竹材加工成按設計需要的各種規格的有限長竹質纖維條；預先把同一規格橫截面的有限長竹質纖維條經對接、指接、打坡口搭接、襯氈、襯紙、襯布等膠接或機械聯接成無限長連續竹質纖維條，簡稱連續竹條，連續竹條經卷繞成卷，簡稱竹條卷；按需把多卷相同規格或不同規格的竹條卷安放在纖維架上的竹條卷架上，與從竹條卷引出的每根竹條相對應按需把一卷或多卷玻璃纖維無捻粗紗筒子安放到纖維卷繞紗架上；該卷繞紗架可以相對竹條旋轉或相對幾根竹條旋轉、運動；玻璃纖維粗紗、玻璃纖維氈、玻璃纖維織物等等其它增強材料安放到纖維架上相應的紗、氈、織物等其它增強材料架上；按需引出竹條、繞紗竹條、玻璃纖維粗紗、玻璃纖維氈、玻璃纖維織物等各種增強纖維通過排布器，部分粗紗可按需相對各自的竹條旋轉或運動，按需通過除溼加熱器除溼、加熱；進入浸膠槽預浸績樹脂，預浸好的增強材料(竹條、繞紗竹條、粗紗、氈、織物等)穿過預定型模具或裝置，它將玻璃纖維紗填充竹條的縫隙並被玻璃纖維織物、氈等的包覆來形成了實心型材外表面或空心型材內外表面以此來增加型材的整體強度，使竹條、繞紗竹條、粗紗、氈、織物等準確結合、去除多餘樹脂、排除體系中的氣泡；接著進入具有多段加熱功能的成型固化模具加熱固化成所需的截面形狀的連續竹玻璃鋼拉擠產品；該產品在牽引裝置的牽引之下引離模具；最後經切割裝置定長切割成所需長度的竹玻璃鋼拉擠產品。竹玻璃鋼拉擠產品按需可在經過後續表面裝飾加工工序。竹玻璃鋼線性產品主要有竹玻璃鋼拉擠實芯、夾芯及空芯板材，竹玻璃鋼拉擠實芯、夾芯及空芯規格型材，竹玻璃鋼拉擠實芯、夾芯及空芯不規格型材，竹玻璃鋼拉擠實芯、夾芯及空芯豎直軸風力發電機葉片，竹玻璃鋼拉擠實腹、空腹及夾芯門窗異型材，竹玻璃鋼拉擠管材，竹玻璃鋼拉擠方形、矩形管材等等許多類產品。
2.根據權利要求1所述的竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方法， 其特徵在於有限長竹條可以是把竹材切斷後經劈切、旋切、刨切、銑削或竹集成材刨切、銑 削、鋸切等等各種加工方式獲得；可以是任何需要的橫斷面形狀，以及滿足對接、指接、打坡 口搭接、襯氈、襯紙、襯布等等接長要求的接頭形狀。
3.根據權利要求1、2所述的竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方法， 其特徵在於連續竹條可以是預接成卷，也可以是拉擠時現接；現接是把加工好的同一規 格的竹條隨拉擠速度按所選的接條方式首尾對應上膠或機械連接等等各種接條方式。
4.根據權利要求1、2、3所述的竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方 法，其特徵在於竹條、連續竹條可以用其它材料部分或全部替代。
5.根據權利要求1所述的竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方法，其 特徵在於繞連續竹條玻璃纖維粗紗可以用其它玻璃纖維紗、玻璃纖維氈、玻璃纖維織物替 代；也可以用碳纖維、芳綸纖維、金屬纖維等等其它種類的纖維替代；可以是單一纖維，也 可以是多種混合纖維，也可以是纖維與氈、織物的聯合使用等；可以是其它各種增強材料與 表面裝飾材料一起混合使用。
6.根據權利要求1所述的竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方法，其 特徵在於樹脂可以是不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、等熱固性樹脂，也可以是聚乙 烯、聚氯乙烯、聚丙烯等等熱塑性樹脂；可以是一種樹脂，也可以是幾種樹脂的混合物。
7.根據權利要求1所述的竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方法，其 特徵在於可用木皮、竹皮、裝飾紙等一起拉擠成具有裝飾效果的產品；並可按需增加後續表面噴漆等裝飾加工工序。
8.根據權利要求1所述的竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方法，其 特徵在於預定型到模具到成型模具之間可按需增加加熱裝置預熱，增加預熱環節可提高 拉擠速度。
9.根據權利要求1所述的竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方法，其 特徵在於竹玻璃鋼體線性產品主要有竹玻璃鋼拉擠實芯、夾芯及空芯板材，竹玻璃鋼拉擠 實芯、夾芯及空芯規格型材，竹玻璃鋼拉擠實芯、夾芯及空芯不規格型材，竹玻璃鋼拉擠實 芯、夾芯及空芯豎直軸風力發電機葉片，竹玻璃鋼拉擠實腹、空腹及夾芯門窗異型材，竹玻 璃鋼拉擠管材，竹玻璃鋼拉擠方形、矩形管材等等許多類產品。
10.根據權利要求1、9所述的竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方 法，其特徵在於各種竹玻璃鋼夾芯材料可以是各種蜂窩芯、泡沫等等輕體材料。
全文摘要
本發明公開了竹繞玻纖拉擠竹玻璃鋼複合工程材料及製品的成型方法。把有限長的竹質材料加工成短小的竹條，隨後把竹條接成連續卷制竹條卷，在把竹條卷與玻璃纖維粗紗等其它增強材料卷繞配合，經預浸樹脂、預定型、固化成型、牽引、切割等工序，拉擠加工成為與模具形狀相同的各種截面的竹玻璃鋼線性產品。竹玻璃鋼體線性產品主要有竹玻璃鋼拉擠實芯、夾芯及空芯板材，竹玻璃鋼拉擠實芯、夾芯及空芯規格型材，竹玻璃鋼拉擠實芯、夾芯及空芯不規格型材，竹玻璃鋼拉擠實芯、夾芯及空芯豎直軸風力發電機葉片，竹玻璃鋼拉擠實腹、空腹及夾芯門窗異型材，竹玻璃鋼拉擠管材，竹玻璃鋼拉擠方形、矩形管材等等許多類產品。
文檔編號F16S3/00GK101871555SQ20091002631
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月21日 優先權日2009年4月21日
發明者陶春有 申請人:無錫百沐得科技有限公司