[发明专利]一种玻纤碳纤复合拉挤板材

说明书

本发明公开了一种玻纤碳纤复合拉挤板材，包括树脂基体，所述树脂基体内包被有至少三层平行排布的纤维层，所述纤维层包括玻纤层和碳纤层，所述玻纤层和所述碳纤层在所述树脂基体内交替排布，且最外层的所述纤维层为玻纤层；每个所述纤维层内包括至少三根平行设置并均匀排布的玻璃纤维或碳纤维，所有所述玻璃纤维或碳纤维均平行延伸；所述板材由所述玻璃纤维和碳纤维在前体胶液中经浸胶后拉挤、固化成型，所述前体胶液固化形成所述树脂基体。本发明的有益效果：碳纤与玻纤交替的结构使二者协同作用，在相同性能要求的条件下可以有效的降低碳纤维的用量，进一步降低成本，并使板材具有较强的模量可设计性。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及非金属复合板材，具体涉及一种玻纤碳纤复合拉挤板材。

背景技术

目前，风电叶片大梁所采用的拉挤板材主要为玻璃纤维拉挤板材与碳纤维拉挤板材。玻璃纤维拉挤板材的成本较低，但是其强度刚度以及抗疲劳性能较差，纯玻纤拉挤板材的性能已经做到接近极限，很难再有提升空间，难以满足风电叶片主机厂对于更轻的叶片质量、更长的叶片长度、更高的风机功率的要求。

纯碳纤拉挤板材质量轻且具有优异的力学性能，高强度、高模量以及良好的抗疲劳性能，拉伸模量和疲劳M值是普通玻璃纤维2倍以上，但是碳纤维的产能有限且价格高昂，这使得碳纤维拉挤板材在风电叶片上的应用仅局限于少数场合。此外，两种单一纤维拉挤板材的性能可设计性不强，难以满足不同叶片叶型的需求。

将玻纤和碳纤复合，既能够利用碳纤维的力学性能优势，根据性能要求对两种纤维的比例、复合方式进行合理设计以满足不同使用场景要求，又能减少碳纤维用量，降低成本。公开号为CN111959058A的专利文献公开了一种碳玻纤复合拉挤板材，将碳纤维和玻璃纤维浸渍树脂料后拉挤成型，其中的玻璃纤维层包裹碳纤维层，但是相关发明中的产品为两层玻纤夹一层碳纤，混杂度不高，板材的均一性更低，难以有效的发挥玻纤与碳纤的协同作用，在达到同样的性能要求时需要消耗更多的碳纤维，增加了板材的成本。

公布号为CN111976172A的专利文献公开了一种碳纤维和玻璃纤维混合拉挤材料、生产方法及制品，依靠穿纱孔实现碳纤维在玻璃纤维内特定位点的分布，其制备工艺相对复杂，且不同碳纤维分布方式如何影响拉挤板的力学性能并不明确。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种玻纤碳纤复合拉挤板材。

其技术方案如下：

一种玻纤碳纤复合拉挤板材，其关键在于，包括树脂基体，所述树脂基体内包被有至少三层平行排布的纤维层，所述纤维层包括玻纤层和碳纤层，所述玻纤层和所述碳纤层在所述树脂基体内交替排布，且最外层的所述纤维层为玻纤层；

每个所述纤维层内包括至少三根平行设置并均匀排布的玻璃纤维或碳纤维，所有所述玻璃纤维或碳纤维均平行延伸；

所述板材由所述玻璃纤维和碳纤维在前体胶液中经浸渍后拉挤、固化成型，所述前体胶液固化形成所述树脂基体。

作为优选，上述碳纤层为1～4层，所述玻纤层比所述碳纤层多一层。

作为优选，上述碳纤层处于半包覆状态，所述碳纤层在碳纤维的排布方向上贯穿整个板材。

作为优选，上述碳纤层被所述树脂基体全包覆，所述碳纤维层到板材边缘的距离为2mm～20mm。

作为优选，上述板材中所述纤维层的总体积含量为65％～75％，所述碳纤维的体积占所述纤维层总体积的20％～70％。

作为优选，按重量份数计，所述前体胶液由100份树脂、1～150份固化剂、0～4份促进剂和0～3份脱模剂组成。

作为优选，上述树脂为环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂中的一种或两种以上的组合。