專利名稱：一種高強(qiáng)度f(wàn)rp材料及其制作方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種FRP (Fiber Reinforced Polymer,纖維增強(qiáng)高分子聚合物)材料，尤其涉及一種高強(qiáng)度FRP材料及其制作方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
鋼材做結(jié)構(gòu)材料的致命弱點(diǎn)有首先，銹蝕改變了結(jié)構(gòu)材料的化學(xué)成分，導(dǎo)致鋼材原有力學(xué)性能降低甚至喪失，因此銹蝕問(wèn)題嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性；其次，隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)建筑材料的需求更多更高，鋼梁、筋(鋼絲)難以滿足要求；第三，鋼材是消耗性資源，不可再生，從人類長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展看，使用FRP材料替代鋼材做為建筑用材料是必然趨勢(shì)。 FRP具有不銹蝕、無(wú)磁性、電磁絕緣性好、重量輕和強(qiáng)度高等優(yōu)良特性；另外，F(xiàn)RP
脆性大，具有較大的蠕變性、松弛性和粘彈性；與鋼材相比有其獨(dú)特的性能和廣泛的開發(fā)前
景。因此對(duì)于采用FRP制作預(yù)應(yīng)力筋(索)，其錨具與采用鋼材制作的預(yù)應(yīng)力筋(索)的錨
具有較大的不同，需要研制開發(fā)與FRP相適應(yīng)的預(yù)應(yīng)力錨固方式和錨具。 國(guó)內(nèi)外針對(duì)FRP預(yù)應(yīng)力筋材，研制了一些相應(yīng)錨具。2004年，重慶大學(xué)卓靜等研
制采用Q235鋼材制作的用以錨固FRP片材或FRP布材的波浪形錨具，并登記了實(shí)用新型
專利(ZL02244587. 0);東南大學(xué)專利錨具(ZL02242609. 4 ;ZL02242610. 8 ;ZL02242611. 6 ;
ZL02242612. 4)以及柳州歐威姆公司專利錨具(ZL02252685. 4 ;ZL03243747. 6)。 上述錨具均不同程度使用了金屬部件，而由于金屬部件本身會(huì)銹蝕，不能充分發(fā)
揮FRP的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種高強(qiáng)度FRP材料
及其制作方法和應(yīng)用。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 —、一種高強(qiáng)度FRP材料(簡(jiǎn)稱材料) 本材料采用高性能樹脂和纖維復(fù)合制成，其組分及重量百分比是 高性能樹脂20-40%; 短切纖維 10-20% ; 纖維布 50-60%。 重量百分比驗(yàn)證 各組分的下限之和小于100%，各組分的上限之和大于100% ; 每一組分的下限與其它組分的上限之和大于或等于100% ; 每一組分的上限與其它組分的下限之和小于或等于100%。 由此可見(jiàn)，上述組分的重量百分比符合要求。 二、一種高強(qiáng)度FRP材料的制作方法(簡(jiǎn)稱方法)
本方法包括下列步驟 ①將高性能樹脂和短切纖維混合并攪拌均勻，得固化劑； ②將纖維布在一定的模具中逐層敷設(shè)，并逐層用固化劑充分浸潤(rùn)，并置于真空度為O. 098Mpa以上的真空罐中，且在溫度為150-250攝氏度條件下固化成型，即得一種高強(qiáng)度FRP材料。 三、應(yīng)用 ①制作片材或布材的FRP錨具； ②制作單根筋、繩或索材FRP錨具； ③制作多根筋、繩或索材FRP錨具。 本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果 ①完全使用非金屬材料，不會(huì)銹蝕； ②沒(méi)有鋼鐵材料，因此沒(méi)有磁性，在結(jié)構(gòu)要求沒(méi)有磁性干擾的情況下，能充分發(fā)揮非金屬筋材的優(yōu)勢(shì)； ③電磁絕緣性好，在要求對(duì)電磁波沒(méi)有屏蔽的情況下，如雷達(dá)站，微波站等，可以發(fā)揮作用； 重量輕，能降低結(jié)構(gòu)自重，降低造價(jià)。
具體實(shí)施例方式
—、關(guān)于材料 其組分及其重量百分比的最佳是 高性能樹脂35% 短切纖維 10% 纖維布 55%。 所述的高性能樹脂選用乙烯基環(huán)氧樹脂； 所述的短切纖維選用碳纖維，纖維長(zhǎng)度為0. 5-2cm ; 所述的纖維布選用無(wú)堿玻璃纖維布、玄武巖纖維布或碳纖維布。 二、關(guān)于方法 步驟② 中溫固化溫度150-170攝氏度，針對(duì)乙烯基環(huán)氧樹脂及其它中溫固化環(huán)氧樹脂； 高溫固化溫度220-250攝氏度，針對(duì)高溫固化樹脂。 所述逐層敷設(shè)指受力材料按照4-5層纖維布設(shè)計(jì)； 典型碳纖維布重量是450克/m2、300克/m2或200克/m2。 三、本材料的測(cè)試方法和結(jié)果 1、測(cè)試方法 將材料做成試樣，在力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上試驗(yàn)。 2、測(cè)試結(jié)果 彈性模量E = 90GPa ; 抗拉強(qiáng)度f(wàn)t = 650MPa ; 抗壓強(qiáng)度f(wàn)u = 300MPa ;
泊松比Y = 0. 2。 由此可見(jiàn)，本材料與鋼材相比，具有更高強(qiáng)度、更好彈性和更高剪切剛度的特性。
權(quán)利要求
一種高強(qiáng)度FRP材料，其特征在于本材料采用高性能樹脂和纖維復(fù)合制成，其組分及重量百分比是高性能樹脂20-40％；短切纖維 10-20％；纖維布50-60％。
2. 按權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度FRP材料，其特征在于其組分及重量百分比是高性能樹脂35% ;短切纖維 10% ;纖維布 55%。
3. 按權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度FRP材料的制備方法，其特征在于包括下列步驟① 將高性能樹脂和短切纖維混合并攪拌均勻，得固化劑；② 將纖維布在一定的模具中逐層敷設(shè)，并逐層用固化劑充分浸潤(rùn)，并置于真空度為0. 098Mpa以上的真空罐中，且在溫度為150-250攝氏度條件下固化成型，即得一種高強(qiáng)度FRP材料。
4. 按權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟②中溫固化溫度150-170攝氏度，針對(duì)乙烯基環(huán)氧樹脂及其它中溫固化環(huán)氧樹脂；高溫固化溫度220-250攝氏度，針對(duì)高溫固化樹脂；所述逐層敷設(shè)指受力材料按照4-5層纖維布設(shè)計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度FRP(Fiber Reinforced Polymer，纖維增強(qiáng)高分子聚合物)材料及其制作方法和應(yīng)用，涉及一種FRP材料。本材料采用高性能樹脂和纖維復(fù)合制成，其組分及重量百分比是高性能樹脂20-40％；短切纖維10-20％；纖維布50-60％。本方法是①將高性能樹脂和短切纖維混合并攪拌均勻，得固化劑；②將纖維布在一定的模具中逐層敷設(shè)，并逐層用固化劑充分浸潤(rùn)，并置于真空度為0.098MPa以上的真空罐中，且在溫度為150-250攝氏度條件下固化成型，即得一種高強(qiáng)度FRP材料。本材料不會(huì)銹蝕；沒(méi)有磁性；電磁絕緣性好；重量輕，能降低結(jié)構(gòu)自重，降低造價(jià)。
文檔編號(hào)C08L101/00GK101775228SQ20091027344
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者金文成 申請(qǐng)人:金文成