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一种拉挤成型复合板材 

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申请/专利权人:山东大学

摘要:本发明涉及一种拉挤成型复合板材,属于碳纤维板材制备技术领域。本发明的复合板材由三层结构组成,包括:芯部的拉挤刚性层、中间混杂纤维织物韧性耐劈裂层和表面的混杂纤维织物高强度耐冲击层,三层结构采用叠层布置,采用拉挤工艺一体成型,该复合板材由于中间的刚性芯层具备抵抗变形的能力,同时由于中间耐劈裂层和表面耐冲击层兼备高韧性和耐冲击性的作用,可广泛用于各种建筑用墙体加固、热塑性型材二次加工以及交通、防护等领域。

主权项:1.一种拉挤成型复合板材,其特征在于:所述复合板材由芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层组成,所述复合板材采用拉挤工艺一体成型,其中,芯部刚性层采用浸渍了树脂乳液的高模量纤维单向织物拉挤成型;在拉挤芯部刚性层成型的同时,在芯部刚性层的上下表面采用混杂纤维多维织物浸渍树脂乳液形成的预浸织物层同步叠层拉挤成型形成中间耐劈裂层;在中间耐劈裂层的上下表面采用混杂纤维多维织物浸渍树脂乳液形成的预浸织物层同步层叠拉挤成型形成表面耐冲击层;所述中间耐劈裂层、表面耐冲击层中,混杂纤维多维织物为由纤维编织而成的二维编织结构或者三维立体编织结构;在纤维浸渍树脂乳液过程中采用超声振荡处理;所述超声的时间与浸渍时间相同,超声频率为150kHz-300kHz;所述芯部刚性层中,其中的高模量纤维由碳纤维和PBO纤维,或碳纤维和芳纶纤维组成;所述碳纤维选用M40、M40J、M55、M60、M60J中的任意一种或多种;所述芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,树脂乳液中树脂选用热固性树脂或热塑性树脂;所述热固性树脂选用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂、热固性聚氨酯树脂、有机硅树脂、呋喃树脂其中的任意一种;所述热塑性树脂选用聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺其中的任意一种;所述中间耐劈裂层中,其中的纤维选用芳纶纤维和UHMWPE纤维组合;所述表面耐冲击层中,其中的纤维选用玻璃纤维和PBO纤维组合;芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层的宽度均控制在50-300mm范围内;所述拉挤成型复合板材的总体厚度控制在1-20mm范围内;所述芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层中,树脂乳液中树脂含量控制在30-60wt%范围内。

全文数据:一种拉挤成型复合板材技术领域[0001]j发明涉及碳纤维板材制备技术领域,具体涉及一种多层功能结构的、具有耐劈裂性能、髙刚性和耐冲击性能等综合特性的碳纤维复合板材。背景技术[0002]随着复合材料民用市场的逐步扩大,各种基础设施的复合材料化逐渐成为研宄和应用的热点。除了在石油领域应用较为广泛的拉挤成型复合材料抽油杆制备和电力领域应用较多的拉挤成型复合材料芯棒产品之外,在基础建筑领域的复合材料板材也主要以拉挤成型为主,这种成型工艺对复合材料的加工快速简单、生产效率高,成型制品的均匀程度好,致密度高。而传统建筑领域所用的木质或钢质板材均存在易吸水腐烂或锈蚀的问题,同时,金属材料的板材框架在施工过程中还要解决与水泥亲和力较好所带来的脱模困难问题,不仅导致建筑施工效率低下,而且很有可能引起质量事故。为了避免建筑基础材料领域的诸多问题,特别需要研宄一种兼备多种力学特性的拉挤成型制备的复合材料板材。发明内容[0003]针对上述现有技术中存在的问题,本发明旨在提供一种拉挤成型复合板材。本发明的复合板材由三层结构组成,包括:芯部的拉挤刚性层、中间混杂纤维织物軔性耐劈裂层和表面的混杂纤维织物高强度耐冲击层,三层结构采用叠层布置,采用拉挤工艺一体成型,该复合板材由于中间的刚性芯层具备抵抗变形的能力,同时由于中间耐劈裂层和表面耐冲击层兼备高韧性和耐冲击性的作用,可广泛用于各种建筑用墙体加固、热塑性型材二次加工以及交通、防护等领域。[0004]本发明的目的之一是提供一种拉挤成型复合板材。[0005]本发明的目的之二是提供一种形状可调的拉挤成型复合板材。[0006]本发明的目的之三是提供拉挤成型复合板材及形状可调的拉挤成型复合板材的应用。[0007]为实现上述发明目的,具体的,本发明公开了下述技术方案:[0008]首先,本发明公开了一种拉挤成型复合板材,所述复合板材由三层结构组成,包括:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,所述复合板材采用拉挤工艺一体成型,其中,芯部的刚性层采用浸渍了树脂胶液的高模量单向纤维排布拉挤成型;在拉挤刚性芯层拉挤成型的同时,在刚性芯层的上下表面米用混杂纤维多维织物浸溃树脂形成的预浸织物层同步叠层拉挤成型形成中间耐劈裂层;在中间耐劈裂层的表面采用混杂纤维多维织物浸渍树脂形成的预浸织物层同步在板材最外表面拉挤成型形成表面耐冲击层。[0009]所述芯部的刚性层中,其中的高模量单向纤维选用碳纤维、PB0纤维、芳纶纤维其中的一种或多种组成。[0010]所述芯部的刚性层中,其中的碳纤维可选用M40、M40J、M55、M60、M6〇J中的任意一种或多种,碳纤维的混杂比例根据使用要求灵活调整。[0011]所述芯部的刚性层中,其中的树脂胶液选用热固性或热塑性树脂乳液。[0012]优选的,所述热固性树脂选用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂、热固性聚氨酯树脂、有机硅树脂、呋喃树脂等其中的任意一种。[0013]优选的,所述热塑性树脂选用聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺其中的任意一种乳液。[0014]优选的,所述芯部的刚性层中,树脂含量在30-60%范围内根据需要进灵活调整。[0015]优选的,所述芯部的刚性层的宽度在50-300mm范围内根据需要进灵活调整。[0016]中间耐劈裂层中,所述混杂纤维多维织物为由纤维编织而成的二维编织结构或者三维立体织物结构。[0017]优选的,所述二维编织结构可选用平纹、斜纹、缎纹中的任意一种。[0018]优选的,所述三维立体编织结构可选用三维四向、三维五向、三维六向、三维七向中的任意一种。[0019]所述中间耐劈裂层中,其中的纤维选用芳纶纤维、UHMffPE纤维、PB0纤维其中的任意一种或多种组合,其中混杂比例根据需要进灵活调整。[0020]所述中间耐劈裂层中,其中的树脂选用热固性或热塑性树脂乳液。[0021]优选的,所述热固性树脂可选用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂、热固性聚氨酯树脂、有机硅树脂、呋喃树脂等其中的任意一种。[0022]优选的,所述热塑性树脂可选用聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺其中的任意一种乳液。[0023]优选的,所述中间耐劈裂层中,树脂含量在3〇_60%范围内根据需要进行调节。[0024]所述的中间耐劈裂层的宽度在50-300mm范围内根据需要进灵活调整。[0025]表面耐冲击层中,所述混杂纤维多维织物为由纤维编织而成的二维编织结构或者三维立体织物结构。[0026]优选的,所述二维编织结构可选用平纹、斜纹、缎纹中的任意一种。[0027]优选的,所述三维立体编织结构可选用三维四向、三维五向、三维六向、三维七向中的任意一种。[0028]所述表面耐冲击层中,其中的纤维选用芳纶纤维、玻璃纤维、PB0纤维其中的任意一种或多种组合,其混杂比例根据要求灵活调节。[0029]所述表面耐冲击层中,其中的树脂选用热固性或热塑性树脂乳液。[0030]优选的,所述热固性树脂可选用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂、热固性聚氨酯树脂、有机硅树脂、呋喃树脂等其中的任意一种。[0031]优选的,所述热塑性树脂可选用聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺其中的任意一种乳液。[0032]优选的,所述表面耐冲击层的宽度在5〇_3〇Omm范围内根据需要进灵活调整。[0033]优选的,所述表面耐冲击层中,树脂含量在30_6〇%范围内根据需要进行调节[0034]优选的,本发明制备的拉挤成型复合板材的总体厚度在l-20mm范围内根据需要进行调节。[0035]其次,本发明还提供一种形状可调的拉挤成型复合板材,其特点在于:这种板材的芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层结构中,所采用的浸溃纤维的树脂均采用热塑性树脂乳液,由于热塑性树脂具有受热软化、冷却硬化的性能,而且具有在冷热变化的过程中不起化学反应,无论加热和冷却重复进行多少次,均能保持这种性能的特点,当采用热塑性树脂乳液浸渍纤维后,制成的复合板材可以在成型后,根据特定的形状需求,对板材再次加热改变其形状,使本发明制备的板材能够进一步适用更多的环境。[0036]进一步地,本发明的拉挤成型复合板材的制备方法中,还包括在纤维浸渍树脂过程中采用超声振荡处理。[0037]所述超声的时间与浸渍时间相同,优选的,超声频率为150Khz-300Khz。这是因为大分子的树脂只是在编织的纤维表面形成了一层了表面膜,并没有很好地浸渍到碳纤维预制体织物中造成,其结果是:制造的复合板材中存在大量微孔,大幅度降低了板材截面的力学性能,而本发明制备的板材主要是一种受力部件,力学性能不足不仅会影响板材的使用寿命,还会带来严重的安全隐患;因此,本发明进一步研究后发现,在纤维浸渍树脂的同时采用超声处理能够很好地解决上述问题,因为超声处理正好能够加速树脂分子向纤维预制体织物中运动,可以使树脂充分地分布在纤维预制体织物中,解决影响板材力学性能的问题。[0038]最后,本发明还公开了所述拉挤成型复合板材和形状可调的拉挤成型复合板材在建筑用墙体加固、热塑性型材二次加工以及交通、防护领域中的应用。[0039]与现有技术相比,本发明取得的有益效果是:[0040]1本发明的复合板材由三层结构组成,包括:芯部的拉挤刚性层、中间混杂纤维织物韧性耐劈裂层和表面的混杂纤维织物高强度耐冲击层,三层结构采用叠层布置,采用拉挤工艺一体成型,该复合板材由于中间的刚性芯层具备抵抗变形的能力,同时由于中间耐劈裂层和表面耐冲击层兼备高韧性和耐冲击性的作用,可广泛用于各种建筑用墙体加固、热塑性型材二次加工以及交通、防护等领域,同时,本发明制备的复合板材与水泥的亲和力低,施工后进行拆除复合板材时,方便快捷,能够很好地解决传统建筑领域所用的木质或钢质板材均存在易吸水腐烂或锈蚀的问题,以及金属材料的板材框架与水泥亲和力较好所带来的脱模困难,可能引起质量事故、建筑施工效率低下的问题。[0041]2本发明采用热塑性树脂制备的形状可调的拉挤成型复合板材可以在成型后,根据特定的形状需求,对板材再次加热改变其形状,使本发明制备的板材能够进一步适用更多的环境。附图说明[0042]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。[0043]图1为本发明拉挤成型复合板材的结构示意图。[0044]附图中标记分别代表:1-芯部的拉挤刚性层、2-中间耐劈裂层、3-表面耐冲击层。具体实施方式[0045]应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。[°046]需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和或它们的组合。[0047]正如背景技术所介绍的,传统建筑领域所用的木质或钢质板材均存在易吸水腐烂或锈蚀的问题,同时金属材料的板材框架在施工过程中还要解决与水泥亲和力较好所带来的脱模困难问题,有可能引起质量事故、建筑施工效率低下,因此,本发明提出了一种拉挤成型复合板材,下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。[0048]本发明实施例制备的复合板材采用拉挤工艺一体成型,具体为:芯部的刚性层采用浸渍了树脂胶液的高模量单向纤维排布拉挤成型;在拉挤刚性芯层拉挤成型的同时,在刚性芯层的上下表面采用混杂纤维多维织物浸渍树脂形成的预浸织物层同步叠层拉挤成型形成中间耐劈裂层;在中间耐劈裂层的表面采用混杂纤维多维织物浸渍树脂形成的预浸织物层同步在板材最外表面拉挤成型形成表面耐冲击层。[0049]实施例1[0050]如图1所示,一种拉挤成型复合板材,包括:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,其中,芯部的刚性层采用宽度50mm的混杂比例为1:1的M40碳纤维和PB0纤维单向织物构成增强结构体,单向织物在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量30%的环氧树脂乳液,最终拉挤成型的刚性芯层的厚度为1mm。[0051]中间耐劈裂层覆盖在芯部刚性层的上下表面上,采用混杂比例为2:1的芳纶纤维KEVLAR129和UHMWPE纤维混杂编织而成的宽度50mm的平纹织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量40%的酚醛树脂乳液,最终拉挤成型的中间耐劈裂层的厚度为5mm。[0052]表面耐冲击层覆盖在中间耐劈裂层的上下表面上,采用混杂比例为1:2的玻璃纤维和PB0纤维混杂编织而成的宽度50mm的三维四向三维织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量38%的热固性聚氨酯树脂乳液,最终拉挤成型的表面耐冲击层的厚度为2mm。[0053]本实施例制备的拉挤成型复合板材的最终总体厚度为7mm。[0054]实施例2[0055]如图1所示,一种拉挤成型复合板材,包括:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,其中,芯部的刚性层采用宽度100mm的混杂比例为2:1的M60J碳纤维和PB0纤维单向织物构成增强结构体,单向织物在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量44%的脲醛树脂乳液。最终拉挤成型的刚性芯层的厚度为2mm。[OO56]中间耐劈裂层覆盖在芯部刚性层的上下表面上,采用混杂比例为1.5:1的芳纶纤维KEVLAR29和UHMWTO纤维混杂编织而成的宽度1〇〇111111的缎纹织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量55%的聚氨酯乳液,最终拉挤成型的中间混杂纤维织物韧性耐劈裂层的厚度为2mm。[0057]表面耐冲击层覆盖在中间耐劈裂层的上下表面上,采用混杂比例为3:1的玻璃纤维和芳纶纤维混杂编织成的宽度为100mm的三维四向三维织物结构,在在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量42%的聚醚醚酮乳液,最终拉挤成型的表面耐冲击层的厚度为2mm。[0058]本实施例制备的拉挤成型复合板材的最终总体厚度为5mm。[0059]实施例3[0060]如图1所示,一种拉挤成型复合板材,包括:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,其中,芯部的刚性层采用宽度150mm的混杂比例为3:1的M55碳纤维和PB0纤维单向织物构成增强结构体,单向织物在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量55%的不饱和聚酯树脂乳液。最终拉挤成型的刚性芯层的厚度为1.5mm。[0061]中间耐劈裂层覆盖在芯部刚性层的上下表面上,采用混杂比例为2.5:1的芳纶纤维KEVLAR49和UHMWPE纤维混杂编织而成的宽度为150mm的三维七向织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量35%的聚苯硫醚乳液,最终拉挤成型的中间混杂纤维织物韧性耐劈裂层的厚度为4mm。[0062]表面耐冲击层覆盖在中间耐劈裂层的上下表面上,采用混杂比例为6:1的S玻璃纤维和PB0纤维混杂编织而成的宽度为l5〇mm的斜纹织物结构,在拉挤成型之前预先浸溃树脂含量60%的环氧树脂乳液,最终拉挤成型的表面耐冲击层的厚度为3mm。[0063]本实施例制备的拉挤成型复合板材的最终总体厚度为8ram。[0064]实施例4[0065]如图1所示,一种拉挤成型复合板材,包括:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,其中,芯部的刚性层采用宽度3〇〇mm的混杂比例为2.5:1的M60碳纤维和PB0纤维单向织物构成增强结构体,单向织物在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量45%的环氧树脂乳液。最终拉挤成型的刚性芯层的厚度为1.2mm。[0066]中间耐劈裂层覆盖在芯部刚性层的上下表面上,采用混杂比例为3:1的芳纶纤维KEVLAR129和UHMWPE纤维混杂编织而成的宽度为3〇〇mm的斜纹织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量43%的聚氨酯乳液,最终拉挤成型的中间混杂纤维织物韧性耐劈裂层的厚度为4mm。[0067]表面耐冲击层覆盖在中间耐劈裂层的上下表面上,采用混杂比例为3:2的S玻璃纤维和PB0纤维混杂编织而成的宽度为300ram的缎纹织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量60%的酚醛树脂乳液,最终拉挤成型的表面耐冲击层的厚度为2.5mm。[0068]本实施例制备的拉挤成型复合板材的最终总体厚度为7mm。[0069]实施例5[0070]如图1所示,一种拉挤成型复合板材,包括:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,其中,芯部的刚性层采用宽度50mm的混杂比例为1:1的M40J碳纤维和纶纤维KEVLAR129单向织物构成增强结构体,单向织物在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量60%的聚乙烯,最终拉挤成型的刚性芯层的厚度为8mm。[0071]中间耐劈裂层覆盖在芯部刚性层的上下表面上,采用混杂比例为2:1的芳纶纤维KEVLAR129和PB0纤维混杂编织而成的宽度50mm的三维四向织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量30%的聚乙烯乳液,最终拉挤成型的中间耐劈裂层的厚度为6mm。[0072]表面耐冲击层覆盖在中间耐劈裂层的上下表面上,采用混杂比例为1:2的玻璃纤维和PB0纤维混杂编织而成的宽度5〇mm的三维四向三维织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量3〇%的聚丙烯乳液,最终拉挤成型的表面耐冲击层的厚度为7mm。[0073]本实施例制备的拉挤成型复合板材的最终总体厚度为20mm。[0074]实施例6[0075]如图1所示,一种拉挤成型复合板材,包括:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,其中,芯部的刚性层采用宽度100mm的混杂比例为1:2的M40碳纤维和PBO纤维单向织物构成增强结构体,单向织物在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量50%的酚醛树脂乳液,最终拉挤成型的刚性芯层的厚度为1mm。[0076]中间耐劈裂层覆盖在芯部刚性层的上下表面上,采用混杂比例为2:1的芳纶纤维KEVLAR129和UHMWPE纤维混杂编织而成的宽度50mm的三维五向织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量6〇%的环氧树脂乳液,最终拉挤成型的中间耐劈裂层的厚度为5mm。[0077]表面耐冲击层覆盖在中间耐劈裂层的上下表面上,采用混杂比例为3:2的玻璃纤维和PB0纤维混杂编织而成的宽度5〇mm的平纹三维织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量40%的聚乙烯乳液,最终拉挤成型的表面耐冲击层的厚度为2mm。[0078]本实施例制备的拉挤成型复合板材的最终总体厚度为7mm。[0079]实施例7[0080]如图1所示,一种拉挤成型复合板材,包括:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,其中,芯部的刚性层采用宽度150mm的混杂比例为2:1的M55碳纤维和PB0纤维单向织物构成增强结构体,单向织物在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量35%的聚醚酮乳液。最终拉挤成型的刚性芯层的厚度为1.5mm。[0081]中间耐劈裂层覆盖在芯部刚性层的上下表面上,采用混杂比例为2:1的芳纶纤维KEVLAR49和UHMWPE纤维混杂编织而成的宽度为i5〇mm的三维六向织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量40%的聚醚酮乳液,最终拉挤成型的中间混杂纤维织物初性耐劈裂层的厚度为4mm。[0082]表面耐冲击层覆盖在中间耐劈裂层的上下表面上,采用混杂比例为4:1的S玻璃纤维和PB0纤维混杂编织而成的宽度为150mm的三维五向织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量6〇%的聚酰胺乳液,最终拉挤成型的表面耐冲击层的厚度为3mm。[0083]本实施例制备的拉挤成型复合板材的最终总体厚度为8mm。[0084]实施例8[0085]如图1所示,一种拉挤成型复合板材,包括:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,其中,芯部的刚性层采用宽度300mm的混杂比例为2:1的M50碳纤维和PB0纤维单向织物构成增强结构体,单向织物在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量35%的聚醚醚酮乳液。最终拉挤成型的刚性芯层的厚度为0.3mm。[0086]中间耐劈裂层覆盖在芯部刚性层的上下表面上,采用混杂比例为3:1的芳纶纤维KEVLAR129和UHMWPE纤维混杂编织而成的宽度为3〇〇mm的斜纹织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量40%的脲醛树脂乳液,最终拉挤成型的中间混杂纤维织物韧性耐劈裂层的厚度为〇.4mm。[0087]表面耐冲击层覆盖在中间耐劈裂层的上下表面上,采用混杂比例为3:2的S玻璃纤维和PB0纤维混杂编织而成的宽度为300mm的三维六向织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量60%的脲醛树脂乳液,最终拉挤成型的表面耐冲击层的厚度为0•4_。[0088]本实施例制备的拉挤成型复合板材的最终总体厚度为1mm。[0089]实施例9[0090]如图1所示,一种拉挤成型复合板材,包括:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,其中,芯部的刚性层采用宽度100mm的混杂比例为2:1的M60碳纤维和PB0纤维单向织物构成增强结构体,单向织物在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量35%的聚苯硫醚乳液。最终拉挤成型的刚性芯层的厚度为2mm。[0091]中间耐劈裂层覆盖在芯部刚性层的上下表面上,采用混杂比例为1.5:1的芳纶纤维KEVLAR29和UHMWPE纤维混杂编织而成的宽度i00mm的缎纹织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量50%的聚醚醚乳液,最终拉挤成型的中间混杂纤维织物軔性耐劈裂层的厚度为2mm。[OO92]表面耐冲击层覆盖在中间耐劈裂层的上下表面上,采用混杂比例为3:1的玻璃纤维和芳纶纤维混杂编织成的宽度为100mm的三维四向三维织物结构,在在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量36%的聚苯硫醚乳液,最终拉挤成型的表面耐冲击层的厚度为2_。[0093]本实施例制备的拉挤成型复合板材的最终总体厚度为5mm。[0094]实施例10[0095]如图1所示,一种拉挤成型复合板材,包括:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,其中,芯部的刚性层采用宽度150mm的混杂比例为3:1的M55碳纤维和PB0纤维单向织物构成增强结构体,单向织物在拉挤成型之前预先浸溃树脂含量45%的聚酰亚胺乳液。最终拉挤成型的刚性芯层的厚度为6mm。[OO96]中间耐劈裂层覆盖在芯部刚性层的上下表面上,采用混杂比例为2.5:1的芳纶纤维KEVLAR49和UHMWPE纤维混杂编织而成的宽度为150mtn的三维七向织物结构,在拉挤成型之前预先浸溃树脂含量35%的呋喃树脂乳液,最终拉挤成型的中间混杂纤维织物韧性耐劈裂层的厚度为4mm。[0097]表面耐冲击层覆盖在中间耐劈裂层的上下表面上,采用混杂比例为6:1的S玻璃纤维和PB0纤维混杂编织而成的宽度为150mm的斜纹织物结构,在拉挤成型之前预先浸渍树脂含量30%的聚醚酮乳液,最终拉挤成型的表面耐冲击层的厚度为5mm。[0098]本实施例制备的拉挤成型复合板材的最终总体厚度为14mm。[00"]以上所述仅为本申请的优选实施例,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

权利要求:1.一种拉挤成型复合板材,其特征在于:所述复合板材由三层结构组成,包括:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层,所述复合板材采用拉挤工艺一体成型,其中,芯部的刚性层采用浸渍了树脂胶液的高模量单向纤维排布拉挤成型;在拉挤刚性芯层拉挤成型的同时,在刚性芯层的上下表面采用混杂纤维多维织物浸渍树脂形成的预浸织物层同步叠层拉挤成型形成中间耐劈裂层;在中间耐劈裂层的表面采用混杂纤维多维织物浸渍树脂形成的预浸织物层同步在板材最外表面拉挤成型形成表面耐冲击层。2.如权利要求1所述的拉挤成型复合板材,其特征在于:所述芯部的刚性层中,其中的高模量单向纤维选用碳纤维、PBO纤维、芳纶纤维其中的一种或多种组成;优选的,所述碳纤维选用1^40、1^40_1、1^55、]^60、]\160]中的任意一种或多种;或,所述树脂胶液选用热固性或热塑性树脂乳液;优选的,所述热固性树脂选用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂、热固性聚氨酯树脂、有机硅树脂、呋喃树脂等其中的任意一种;优选的,所述热塑性树脂选用聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺其中的任意一种乳液。3.如权利要求1所述的拉挤成型复合板材,其特征在于:所述中间耐劈裂层中,其中的纤维选选用芳纶纤维、UHMWPE纤维、PBO纤维其中的任意一种或多种组合;或,所述中间耐劈裂层中,其中的树脂选用热固性或热塑性树脂乳液;优选的,所述热固性树脂选用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂、热固性聚氨酯树脂、有机硅树脂、呋喃树脂等其中的任意一种;优选的,所述热塑性树脂选用聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺其中的任意一种乳液。4.如权利要求1所述的拉挤成型复合板材,其特征在于:所述表面耐冲击层中,其中的纤维选用芳纶纤维、玻璃纤维、PBO纤维其中的任意一种或多种组合;或,所述表面耐冲击层中,其中的树脂选用热固性或热塑性树脂乳液;优选的,所述热固性树脂选用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂、热固性聚氨酯树脂、有机硅树脂、呋喃树脂等其中的任意一种;优选的,所述热塑性树脂选用聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺其中的任意一种乳液。5.如权利要求1-4任一项所述的拉挤成型复合板材,其特征在于:所述中间耐劈裂层、表面耐冲击层中,混杂纤维多维织物为由纤维编织而成的二维编织结构或者三维立体织物结构;优选的,所述二维编织结构选用平纹、斜纹、缎纹中的任意一种;优选的,所述三维立体编织结构选用三维四向、三维五向、三维六向、三维七向中的任意一种。6.如权利要求1_4任一项所述的拉挤成型复合板材,其特征在于:所述芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层中,树脂含量控制在3〇-60%范围内。7.如权利要求1-4任一项所述的拉挤成型复合板材,其特征在于:芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层的宽度均控制在5〇-3〇Omm范围内;优选的,所述拉挤成型复合板材的总体厚度控制在卜加^范围内。8.如权利要求1-7任一项所述的拉挤成型复合板材,其特点在于:在纤维浸渍树脂过程中采用超声振荡处理;优选的,所述超声的时间与浸渍时间相同,优选的,超声频率为150Khz-300Khz。9.一种形状可调的拉挤成型复合板材,其特点在于:在如权利要求1-7任一项所述的复合板材中,所述芯部刚性层、中间耐劈裂层、表面耐冲击层结构中,所采用的浸渍纤维的树脂均采用热塑性树脂乳液。10.如权利要求1-8任一项所述的复合板材和或如权利要求9所述的形状可调的拉挤成型复合板材在建筑用墙体加固、热塑性型材二次加工以及交通、防护领域中的应用。

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