本實用新型涉及復合材料，尤其是一種輕質高強的纖維復材。

背景技術：

隨著“節(jié)能環(huán)?！痹絹碓匠蔀榱藦V泛關注的話題，輕量化也廣泛應用到復合材料成型領域。以汽車的輕量化為例，其定義為在保證汽車的強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質量，從而提高汽車的動力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。實驗證明，若汽車整車重量降低10％，燃油效率可提高6％—8％；汽車整備質量每減少100公斤，每一百公里油耗可降低0.3—0.6升；汽車重量降低1％，油耗可降低0.7％。當前，由于環(huán)保和節(jié)能的需要，汽車的輕量化已經成為世界汽車發(fā)展的潮流?？梢?，材料的輕量化具有深遠的研究意義。

材料的輕量化從最初的以鋁合金取代高強鋼，到后來的鎂合金，后來又出現(xiàn)了玻璃纖維復材、碳纖維復材、夾心復材、夾心加強筋復材等。例如實用新型專利CN 205073622 U公開了一種高強度碳纖維羽毛球拍，采用碳纖維制成，在拍桿外表面沿軸線方向設有螺旋狀的桿部加強筋，這種結構只能運用于已經形狀固定的產品的外表面局部，不僅強度增加的作用有限，且不具有廣泛運用其他產品的意義。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的問題是克服現(xiàn)有技術存在的不足，嘗試提供一種輕質高強的纖維復材，利用該復材為原料，可制成各種不同的產品，由于該材料可大量運用于材料成型領域，且不受產品外形的限制，故本實用新型所述的輕質高強的纖維復材，不僅可以大幅提升產品的強度，而且具有廣泛運用的價值。

本實用新型所述的輕質高強的纖維復材最外層為纖維復材布包裹，內部包括由纖維復材布構成的加強筋和空腔，其中加強筋由纖維復材布構成，起到連接纖維復材外壁與空腔的作用，所述空腔位于加強筋彼此之間或者加強筋與纖維復材外壁之間，且在至少一個空腔內填充有高能膠。由于采用空腔結構，且在至少一個所述的空腔內填充有高能膠，所以同樣尺寸的制件，由本實用新型所述的輕質高強的纖維復材制成的制件其質量更輕，且強度仍有保證。

本實用新型所述的輕質高強的纖維復材含有高能膠，由于加入了高能膠這種熱自膨脹材料，所以本實用新型所述的輕質高強的纖維復材在加工過程中，不需要使用傳統(tǒng)模壓的壓機；同時以本實用新型所述的輕質高強的纖維復材作為原材料，在制品加工過程中，利用高能膠受熱過程中膨脹產生內擠壓力，替代了傳統(tǒng)模壓的壓機，極大節(jié)省設備的投入。

本實用新型所述的輕質高強的纖維復材，在同樣強度要求的前提下，可以節(jié)省纖維復材布的用量12-18％，降低了生產成本，提高性價比。

經檢測，本實用新型所述的輕質高強的纖維復材可提高制品15-30％的抗彎強度，同時還具有提升制品的減震性能的效果。

本實用新型所述的輕質高強的纖維復材，其制備過程如下：

第一步，按結構設計規(guī)格尺寸，裁切纖維復材布、高能膠整理好待用；

第二步，鋪層預型，鋪層順序，按照所設計的結構包裹預型的制品；

第三步，將預型好的制品，放入模具腔內，上下合模鎖緊；

第四步，對模具進行加熱至140-170℃，維持10-60min，致使復合材料內的樹脂完全固化成型。

第五步，冷卻模具，開模取出制品，獲得輕質高強，外觀光滑飽滿的纖維復材。

其中所述纖維復材布，可以是碳纖維復材布、玻璃纖維復材布，凱芙拉纖維復材布，或者是三者配合使用。

其中所述纖維復材布層數(shù)，可以是單層也可以是多層復合，根據(jù)力學強度要求而定。

其中所述高能膠，是指受熱膨脹材料，其啟動膨脹溫度60-230℃，膨脹前后體積倍率1-50倍，膨脹后產生的壓力范圍0.1-20MPa。膨脹材料受熱膨脹后對周圍纖維復材布產生壓力，使纖維復材布層間結合更加緊密，成型后高能膠邵氏硬度為60-80，進而提高制品強度。

具體方案如下：

一種輕質高強的纖維復材，所述的纖維復材最外層為纖維復材布包裹，內部包括由纖維復材布構成的加強筋和空腔，其中加強筋由纖維復材布構成，起到連接纖維復材外壁與空腔的作用，所述空腔位于加強筋彼此之間或者加強筋與纖維復材外壁之間，且在至少一個空腔內填充有高能膠。

進一步的，所述纖維復材為圓管，方管，或多邊形管。

進一步的，所述空腔的數(shù)量大于等于2。

進一步的，所述纖維復材布為碳纖維復材布、玻璃纖維復材布，凱芙拉纖維復材布中的至少一種。

進一步的，所述纖維復材布為單層或多層復合。

具體的，本發(fā)明可以是以下幾種結構但不限于此：

所述加強筋位于纖維復材的中心縱切面，由纖維復材布組成，高能膠填充于加強筋與纖維復材外壁構成的空腔。

所述的纖維復材包含兩條構成纖維復材縱切面的加強筋，且兩條加強筋所在的平面彼此平行，在兩個加強筋之間形成的空腔內至少有一個腔填充有高能膠。

所述的纖維復材包含兩條構成纖維復材縱切面的加強筋，且兩條加強筋所在的平面彼此垂直，垂足位于纖維復材的中軸線，從而形成四個的腔體，在四個腔體內至少有一個腔填充有高能膠。

所述的纖維復材的外形為長方體，且內部包含一個由加強筋構成的小長方體，兩個長方體的四個側面彼此平行，兩個長方體的四條側棱由加強筋構成的平面彼此相連，從而形成四個梯形腔體環(huán)繞形成一個長方形腔體的五腔結構，至少有一個腔填充有高能膠。

所述的纖維復材的外形為正六棱柱，加強筋連接軸線和6條側棱，構成6個正三棱柱形腔體，在6個正三棱柱形腔體內至少有一個腔填充有高能膠。

所述的纖維復材的外形為直棱柱，外壁包含有6個側面，內部包含一個由加強筋構成的小直棱柱，兩個直棱柱的6個側面彼此平行，兩個直棱柱的6條側棱由加強筋構成的平面彼此相連，從而形成6個梯形腔體環(huán)繞形成一個六邊形腔體的七腔結構，在6個梯形腔體內至少有一個腔填充有高能膠。

有益效果：本實用新型所述的輕質高強的纖維復材，具有質量輕、強度高的特點；由于結構中加入了高能膠這種熱自膨脹材料，免除了傳統(tǒng)模壓的壓機，簡化了成型過程，縮短成型周期，從而極大節(jié)省設備的投入和人力投入；由于節(jié)省了纖維復材布的用量12-18％，從而降低了生產成本，且制品的抗彎強度可提高15-30％，同時還具有提升制品的減震性能的效果，產品具有很高的性價比，具有廣泛運用的價值。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1提供的輕質高強的纖維復材的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例2提供的輕質高強的纖維復材的結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例3提供的輕質高強的纖維復材的結構示意圖；

圖4是本實用新型實施例4提供的輕質高強的纖維復材的橫截面示意圖；

圖5是本實用新型實施例5提供的輕質高強的纖維復材的橫截面示意圖；

圖6是本實用新型實施例6提供的輕質高強的纖維復材的橫截面示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型技術方案作進一步闡述，本實施方式可具有不同的形式并且不應被理解為限于在此闡述的說明。文中相同的附圖標記始終代表相同的元件，相似的附圖標記代表相似的元件。

實施例1：

一種輕質高強的纖維復材，所述的纖維復材為對稱結構，其最外層為纖維復材布包裹形成的兩端開口結構，內部包括由纖維復材布構成的加強筋和空腔，其中加強筋由纖維復材布構成，起到連接纖維復材外壁與空腔的作用，所述空腔位于加強筋彼此之間或者加強筋與纖維復材外壁之間，且在至少一個空腔內填充有高能膠。之間形成空腔，且在至少一個所述的空腔內填充有高能膠。

如圖1所示，該纖維復材的外形為纖維復材布1包裹形成圓柱體，內部有一個由纖維復材布構成的加強筋11，位于圓柱體的中心縱切面，高能膠2填充于加強筋11與圓柱體外壁構成的半圓柱體空腔。圖1為其中一種結構。

該纖維復材的抗彎強度相比普通纖維復材可提高15-30％，同時還具有提升制品的減震性能的效果，產品具有很高的性價比，具有廣泛運用的價值。

實施例2：

實施例2為輕質高強的纖維復材的另一種結構，如圖2所示，該纖維復材的外形為纖維復材布1包裹形成圓柱體，內部包含兩個構成圓柱體縱切面加強筋11，且兩個加強筋11所在的平面彼此平行，在兩個加強筋11之間形成的空腔內填充有高能膠2，其余兩側的空腔為空心。圖2為其中一種結構。

該纖維復材的抗彎強度相比普通纖維復材可提高15-30％，同時還具有提升制品的減震性能的效果，產品具有很高的性價比，具有廣泛運用的價值。

實施例3：

實施例3為輕質高強的纖維復材的另一種結構，如圖3所示，該纖維復材的外形為纖維復材布1包裹形成圓柱體，內部包含兩個構成圓柱體縱切面加強筋11，且兩個加強筋11所在的平面彼此垂直，垂足位于圓柱體的中軸線，從而形成四個的腔體，在四個腔體內皆填充有高能膠2。圖3為其中一種結構。

該纖維復材的抗彎強度相比普通纖維復材可提高15-30％，同時還具有提升制品的減震性能的效果，產品具有很高的性價比，具有廣泛運用的價值。

實施例4：

實施例4為輕質高強的纖維復材的另一種結構，如圖4所示，該纖維復材的外形為纖維復材布1包裹形成長方體，且內部包含一個由加強筋11構成的小長方體，小長方體兩端開口，兩個長方體的四個側面彼此平行，兩個長方體的四條側棱由加強筋11構成的平面彼此相連，從而形成四個梯形腔體環(huán)繞形成一個長方形腔體的五腔結構，在四個梯形腔體內填充有高能膠2，中心的小長方體為空心。圖4為其中一種結構。

本實施例只是示例性的，本領域的技術人員可以想到，中心的小長方體也可以填充高能膠，從而增加纖維復材整體的強度。

該纖維復材的抗彎強度相比普通纖維復材可提高15-30％，同時還具有提升制品的減震性能的效果，產品具有很高的性價比，具有廣泛運用的價值。

實施例5：

實施例5為輕質高強的纖維復材的另一種結構，如圖5所示，該維復材的外形為纖維復材布1包裹形成直棱柱，外壁包含有6個側面，內部包含一個由加強筋11構成的小直棱柱，兩個直棱柱的6個側面彼此平行，兩個直棱柱的6條側棱由加強筋11構成的平面彼此相連，從而形成6個梯形腔體環(huán)繞形成一個六邊形腔體的七腔結構，在6個梯形腔體內填充有高能膠2，中心的小直棱柱為空心。圖5為其中一種結構。

本實施例只是示例性的，本領域的技術人員可以想到，中心的小直棱柱也可以填充高能膠，從而增加纖維復材整體的強度。

該纖維復材的抗彎強度相比普通纖維復材可提高15-30％，同時還具有提升制品的減震性能的效果，產品具有很高的性價比，具有廣泛運用的價值。

實施例6：

實施例6為輕質高強的纖維復材的另一種結構，如圖6所示，該纖維復材的外形為纖維復材布1包裹形成正六棱柱，加強筋11連接其中軸線和6條側棱，構成6個正三棱柱形腔體，在6個正三棱柱形腔體內至少有一個腔填充有高能膠2。圖6為其中一種結構。

該纖維復材的抗彎強度相比普通纖維復材可提高15-30％，同時還具有提升制品的減震性能的效果，產品具有很高的性價比，具有廣泛運用的價值。

盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。