[发明专利]含有拉挤棒的单轴向纤维织物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维织物，特别涉及一种含有拉挤棒的单轴向纤维织物及其制造方法。

背景技术

纤维织物增强复合材料广泛应用于各行各业，通过纤维织物与不同树脂固化，得到具有高强度、高模量、耐高温、抗腐蚀等优点的纤维织物增强复合材料，并且可以根据不同的设计要求，对铺层纤维织物的方向和纤维织物克重等进行特殊设计，从而得到满足应用需求的复合材料。在风力发电机组的叶片中，叶片大梁一般是由单轴向纤维织物叠层经环氧树脂灌注后固化制得，叶片大梁承受了叶片的大部分载荷，如果在用于叶片大梁的单轴向纤维织物的铺设过程中出现鼓包、褶皱或纤维弯曲等缺陷，则会导致叶片大梁的强度、刚度等下降，叶片安全系数降低，从而降低叶片寿命。由此可见，纤维织物的铺设质量会对纤维织物增强复合材料的性能产生相当的影响。

目前，为防止单轴向纤维织物褶皱或弯曲等缺陷，提升纤维织物增强复合材料的质量，从前期纤维织物加工角度出发，主要通过以下两种方法来解决上述问题：一、纤维织物的预定型粉工艺，使用预定型粉将相邻两层纤维织物固定，可以使纤维织物保持纤维取向及平整度，减少铺层过程中鼓包、褶皱或纤维织物弯曲等缺陷；二、拉挤工艺，首先将纤维织物或纤维布层浸润到树脂中，通过拉挤设备将浸润过树脂的纤维织物以某一固定形状拉出，然后经过固化形成拉挤型材，这种方法制得的拉挤型材能够有效避免纤维织物中鼓包、褶皱等缺陷，使得纤维织物增强复合材料的性能明显提高。

虽然通过上述两种方式能够有效地避免纤维织物增强复合材料的性能降低等问题，但上述两种方式都存在局限：对于预定型粉工艺来说，预定型粉可能会对纤维织物增强复合材料的性能产生影响；另外，预定型粉需要特殊条件存储，贮存寿命较短；对于拉挤工艺来说，由于最终形成固定形状的拉挤型材，所以不能构造出较为复杂的形状，应用范围受到限制。

发明内容

为了解决上述问题，提出一种含有拉挤棒的单轴向纤维织物及其制造方法。

根据本发明的示例性实施例，提供一种含有拉挤棒的单轴向纤维织物，所述含有拉挤棒的单轴向纤维织物包括：0°经纱，沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置；90°纬纱，沿着经向方向按照预定间隔平行地布置，并与0°经纱叠置；0°拉挤棒和90°拉挤棒中的至少一种，其中，0°拉挤棒沿着纬向方向按照预定间隔布置，并与0°经纱叠置，90°拉挤棒沿着经向方向按照预定间隔布置，并与90°纬纱叠置；捆绑纱，将0°经纱、90°纬纱以及0°拉挤棒和90°拉挤棒中的至少一种绑缚缝编成为一体，其中，0°拉挤棒的数量≥1，90°拉挤棒的数量≥1。

根据本发明的示例性实施例，0°拉挤棒和90°拉挤棒的直径均可在0.1mm至10mm的范围内。

根据本发明的示例性实施例，0°拉挤棒和90°拉挤棒的横截面的形状可以为圆形、椭圆形或长方形。

根据本发明的示例性实施例，含有拉挤棒的单轴向纤维织物单位面积的质量可以在100至2000g/m²范围内。

根据本发明的示例性实施例，0°经纱和90°纬纱可由玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚酰胺纤维和聚酰亚胺纤维中的一种或者更多种制成。

根据本发明的示例性实施例，0°拉挤棒和90°拉挤棒可由纤维和树脂制成，所述纤维是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚酰胺纤维和聚酰亚胺纤维中的一种或者更多种，所述树脂是环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基环氧树脂、不饱和聚酯树脂和丙烯酸酯树脂中的一种或者更多种。

根据本发明的示例性实施例，捆绑纱与0°经纱、0°拉挤棒、90°纬线和90°拉挤棒之间均可具有夹角。

根据本发明的示例性实施例，提供一种含有拉挤棒的单轴向纤维织物的制造方法，所述制造方法包括：沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置0°经纱；沿着经向方向按照预定间隔平行地布置90°纬纱，以与0°经纱叠置；沿着经向方向按照预定间隔布置0°拉挤棒，并与0°经纱叠置；通过捆绑纱将0°经纱、90°纬纱以及0°拉挤棒绑缚缝编成为一体，其中，0°拉挤棒的数量≥1。

根据本发明的示例性实施例，所述制造方法还可包括：在布置0°拉挤棒之后或者之前，沿着经向方向按照预定间隔布置90°拉挤棒，并与90°纬纱叠置；在绑缚缝编过程中，通过捆绑纱将90°拉挤棒与0°经纱、90°纬纱以及0°拉挤棒绑缚缝编成为一体，其中，90°拉挤棒的数量≥1。