[发明专利]一种纤维增强发泡复合材料及其制造方法

权利要求书

1.一种纤维增强发泡复合材料制造设备，其特征为，包括浸渍设备和成型模具，所述浸渍设备具有轴向延伸的周向密闭的空腔，所述成型模具具有轴向延伸的周向密闭的模具型腔，所述空腔具有依次连接的挤压段、入口保压段、浸渍腔和出口保压段，所述挤压段的入口径向尺寸大于出口径向尺寸，所述入口保压段的入口径向截面尺寸和出口径向截面尺寸大体相等，所述出口保压段的径向截面尺寸与入口保压段的径向截面尺寸大体相等，所述浸渍设备上开有连通至所述浸渍腔的注射口，所述浸渍设备和成型模具以所述空腔和模具型腔同轴方式前后排布，所述浸渍设备的空腔出口径向尺寸小于所述成型模具的模具型腔的入口径向尺寸，所述浸渍设备与所述成型模具之间具有容纳材料发泡的轴向间距或所述浸渍设备的空腔和成型模具的型腔之间通过膨胀段轴向连接为一个整体，所述膨胀段的入口径向尺寸小于出口径向尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种纤维增强发泡复合材料制造设备，其特征在于，在与所述浸渍设备同轴分离设置的所述成型模具的入口处设有向其型腔内喂入薄膜或织物的装置。

3.一种纤维增强发泡复合材料的制造方法，其特征为：所述纤维增强发泡复合材料的制造方法是采用前述权利要求1或2所述的制造设备连续不断地进行的并且包含以下步骤：i)牵引连续的纤维通过所述浸渍设备的空腔使纤维被处于液体状态的基体材料浸渍；ii）在所述空腔内对浸渍了基体材料的连续纤维进行挤压从而对包裹在纤维上的液态基体材料产生压力以达到尽可能地使基体材料将纤维浸渍完全的效果；iii）在加热或者产生化学反应的条件下使基体材料产生气体从而生成气泡而膨胀；iv）牵引浸透了基体材料的连续纤维通过成型模具的模具型腔的同时使基体材料在所述的模具型腔内发泡膨胀、固化、硬化、半硬化或者定型；其中，所述步骤i)和步骤ii）在所述浸渍设备的周向密闭的空腔内完成。

4.根据权利要求3所述的纤维增强发泡复合材料的制造方法，其特征为：所述周向密闭的浸渍设备的型腔具有保压段或挤压段，所述保压段或挤压段内浸渍纤维的液态基体材料的压力高于常压，使所述基体材料对所述的纤维浸渍完全。

5.根据权利要求3所述的纤维增强发泡复合材料的制造方法，其特征为：所述液态基体材料浸渍纤维的设备与基体材料固化、硬化、半硬化或者定型的定型模具的型腔同轴心，但是相互分离。

6.根据权利要求3中所述的纤维增强发泡复合材料的制造方法，其特征为：所述模具入口具有与模具同心相连而又可以拆分的刮板，其型腔出口近似或等于模具型腔，用来刮除多余的液态基体材料。

7.一种纤维增强发泡复合材料，其特征为：a) 所述纤维增强发泡复合材料中含有排列方向一致的连续纤维作为增强相和具有泡 孔结构的基体材料作为基体相; b) 所述纤维增强发泡复合材料中排列方向一致的纤维占所述复合材料中全部纤维重量的比例不低于20%；c)所述纤维增强发泡复合材料中具有泡 孔结构的基体材料的密度不高于所述基体材料在不发泡状态下的密度的80%； d) 所述纤维增强发泡复合材料距离内外表面大于0.25mm的材料本体为一个整体，没有相互粘接或者机械加工的界面；e）所述纤维增强发泡复合材料采用权利要求3~6任一所述的方法连续浸渍发泡固化成型。

8.根据权利要求7所述的纤维增强发泡复合材料，其特征为：所述连续纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维、硼纤维、石英纤维、碳纤维、聚合物纤维、天然纤维、金属纤维中的一种或者多种的组合。

9.根据权利要求7所述的纤维增强发泡复合材料，其特征为：所述基体材料选自无机材料、有机聚合物材料和金属材料中的一种或者多种的组合。

10.权利要求9所述的纤维增强发泡复合材料，其特征为：所述基体材料通过低沸点物质汽化或者气化发泡膨胀或者通过其基体材料中的组分相互反应产生气体而发泡膨胀而形成泡孔结构。