一種碳纖維複合角鋼的生產工藝的製作方法
2023-05-29 19:53:46 1
一種碳纖維複合角鋼的生產工藝的製作方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及碳纖維複合材料技術領域，具體涉及一種碳纖維複合角鋼的生產工
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【背景技術】
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[0002]碳纖維，是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維「外柔內剛」，質量比金屬鋁輕，但強度卻高於鋼鐵，並且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本徵特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。
[0003]而現有技術中完全使用碳纖維材料雖然性能非常優異，但是由於其昂貴的價格，在一些領域適用性並不很強。因此出現了碳纖維材料複合材料，具有較高的優異性能且價格也相對碳纖維材料也較為便宜，實用性更高。現有的型材領域使用碳纖維材料複合材料比較少，與其成型的工藝較為複雜有關係。
【發明內容】
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[0004]本發明所要解決的技術問題在於克服現有的技術缺陷，提供一種價格便宜、節能環保，便於生產控制，品質高的碳纖維複合型材的生產工藝。
[0005]本發明所要解決的技術問題採用以下的技術方案來實現:
[0006]—種碳纖維複合角鋼的生產工藝，其特徵在於:包括以下步驟，
[0007]I)、準備材料，3束以上的碳纖維絲材料、不飽和樹脂、催化劑、顏料和穩定劑；
[0008]2)、熔融，將不飽和樹脂加熱到55?65°C軟化25?35分鐘，然後加入顏料充分攪拌混合，再將溫度升高到75?85°C保溫10?30分鐘；
[0009]3)、浸入，將不飽和樹脂溫度升高至100?110°C，先加入穩定劑再催化劑並分別充分混合，將碳纖維絲材料端側排列成直角型輸送並浸入到不飽和樹脂中緩慢通過；
[0010]4)、擠出，將浸入後的碳纖維絲材料通過角鋼型材擠出模具擠出角鋼型材，並將溫度加熱到130?140 °C進行固化變硬；
[0011 ] 5)、冷卻，將角鋼型材的溫度冷卻到常溫。
[0012]所述的不飽和樹脂為熱固性樹脂。
[0013]所述的催化劑包括氫化銅、氫氧化鋇和三乙醇胺，氫化銅、氫氧化鋇和三乙醇胺的比例為1:0.5:1。
[0014]所述的穩定劑為丁二酮和咖啡酸的混合物，丁二酮和咖啡酸的比例為20?30:1。
[0015]所述的冷卻為風冷、水冷和自然冷卻的一種或多種。
[0016]本發明在不飽和樹脂熔融到進入的過程中進行了間歇的分過程加熱的方式，先進行了軟化處理，此時不飽和樹脂依然為固體，然後再進行加熱，使得不飽和樹脂開始進入熔融的狀態，然後進一步提高溫度然後浸入碳纖維材料，浸入時的不飽和樹脂為流體，而且要保持具有較高的粘性。因此在保持不飽和樹脂為流體時的粘稠度非常重要，溫度過高過低都會影響其粘稠度，使得不飽和樹脂與碳纖維材料不能很好的複合。本發明間歇的分過程加熱的方式，能夠更好的控制樹脂熔融的過程，較好保證不飽和樹脂的熔融狀態，使得不飽和樹脂與碳纖維材料在特定的條件下進行複合。
[0017]本發明還在材料生產的過程加入了穩定劑和催化劑，本發明中的穩定劑可以起到穩定不飽和樹脂融融狀態的穩定性，即保持熔融狀態下不飽和樹脂的粘稠度，加入催化劑具有一定的固化作用，便於下一步的進行擠出的工藝，有利於型材擠出後固化快速變硬。而先加入穩定劑再加入催化劑是防止催化劑對穩定劑進行過多的幹擾，使得穩定劑具有更好穩定性能，本發明在加入催化劑後立即進行擠出的工藝。
[0018]本發明的穩定劑和催化劑都為混合複合型穩定劑和催化劑，相較於傳統的穩定劑和催化劑具有更好的性能。
[0019]本發明碳纖維材料在角鋼型材內分布均勻，角鋼型材的強度高。
[0020]本發明中一般使用熱固性樹脂，有利於成型結構較為複雜的型材，而且對於加熱固化以後不再可逆，成為既不溶解，又不熔化，加工成型材更為合適。
[0021]本發明的有益效果是:本發明生產的產品價格便宜、節能環保，便於生產控制，產品品質尚。
【附圖說明】
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[0022]圖1為本發明的生產的角綱結構示意圖。
【具體實施方式】
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[0023]為了使本發明實現的技術手段、創作新特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實例，進一步闡述本發明。
[0024]—種碳纖維複合角鋼的生產工藝，包括以下步驟，
[0025]I)、準備材料，3束的碳纖維絲材料、不飽和樹脂、催化劑、顏料和穩定劑；
[0026]2)、熔融，將不飽和樹脂加熱到60°C軟化30分鐘，然後加入顏料充分攪拌混合，再將溫度升高到80°C保溫20分鐘；
[0027]3)、浸入，將不飽和樹脂溫度升高至105°C，先加入穩定劑再催化劑並分別充分混合，將碳纖維絲材料端側排列成直型輸送並浸入到不飽和樹脂中緩慢通過；
[0028]4)、擠出，將浸入後的碳纖維絲材料，通過角鋼型材擠出模具擠出角鋼型材，並將溫度加熱到135 °C進行固化變硬；
[0029]5)、冷卻，將角鋼型材的溫度冷卻到常溫。
[0030]不飽和樹脂為熱固性樹脂。
[0031]催化劑包括氫化銅、氫氧化鋇和三乙醇胺，氫化銅、氫氧化鋇和三乙醇胺的比例為1:0.5:1ο
[0032]穩定劑為丁二酮和咖啡酸的混合物，丁二酮和咖啡酸的比例為25:1。
[0033]冷卻為風冷。
[0034]如圖1所示，碳纖維絲材料I複合在角鋼型的不飽和樹脂2中，構成角鋼型材。碳纖維絲材料I在角鋼型的不飽和樹脂2均勻排列。
[0035]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種碳纖維複合角鋼的生產工藝，其特徵在於:包括以下步驟， 1)、準備材料，3束以上的碳纖維絲材料、不飽和樹脂、催化劑、顏料和穩定劑； 2)、熔融，將不飽和樹脂加熱到55?65°C軟化25?35分鐘，然後加入顏料充分攪拌混合，再將溫度升高到75?85°C保溫10?30分鐘； 3)、浸入，將不飽和樹脂溫度升高至100?IKTC，先加入穩定劑再催化劑並分別充分混合，將碳纖維絲材料端側排列成直角型輸送並浸入到不飽和樹脂中緩慢通過； 4)、擠出，將浸入後的碳纖維絲材料通過角鋼型材擠出模具擠出角鋼型材，並將溫度加熱到130?140 °C進行固化變硬； 5)、冷卻，將角鋼型材的溫度冷卻到常溫。2.根據權利要求1所述的一種碳纖維複合角鋼的生產工藝，其特徵在於:所述的不飽和樹脂為熱固性樹脂。3.根據權利要求1所述的一種碳纖維複合角鋼的生產工藝，其特徵在於:所述的催化劑包括氫化銅、氫氧化鋇和三乙醇胺，氫化銅、氫氧化鋇和三乙醇胺的比例為1: 0.5:1。4.根據權利要求1所述的一種碳纖維複合角鋼的生產工藝，其特徵在於:所述的穩定劑為丁二酮和咖啡酸的混合物，丁二酮和咖啡酸的比例為20?30:1。5.根據權利要求1所述的一種碳纖維複合角鋼的生產工藝，其特徵在於:所述的冷卻為風冷、水冷和自然冷卻的一種或多種。
【專利摘要】一種碳纖維複合角鋼的生產工藝，涉及碳纖維複合材料技術領域，包括以下步驟，準備材料，3束以上的碳纖維絲材料、不飽和樹脂、催化劑、顏料和穩定劑；熔融，將不飽和樹脂加熱到55～65℃軟化25～35分鐘，然後加入顏料充分攪拌混合，再將溫度升高到75～85℃保溫10～30分鐘；浸入，將不飽和樹脂溫度升高至100～110℃，先加入穩定劑再催化劑並分別充分混合，將碳纖維絲材料端側排列成直角型輸送並浸入到不飽和樹脂中緩慢通過；擠出，將浸入後的碳纖維絲材料通過角鋼型材擠出模具擠出角鋼型材，並將溫度加熱到130～140℃進行固化變硬；冷卻，將角鋼型材的溫度冷卻到常溫。本發明生產的產品價格便宜、節能環保，便於生產控制，產品品質高。
【IPC分類】C08K13/04, C08K7/06, C08K5/07, C08K5/13, C08L101/02
【公開號】CN105713416
【申請號】CN201610210007
【發明人】程傳昌
【申請人】安徽冠廷科技有限公司