專利名稱：復合材料臂架、工程機械及復合材料臂架的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，具體地，涉及一種工程機械的復合材料臂架，還涉及該復合材料臂架的制造方法。
背景技術(shù)：
由于由纖維材料(例如碳纖維)和基體樹脂制成的纖維復合材料具有輕質(zhì)高強度、可設(shè)計性好、耐腐蝕、耐疲勞等一系列優(yōu)點，因此在機械行業(yè)尤其是工程機械行業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前越來越多的工程機械(例如泵車)的臂架采用復合材料制成，即包括由纖維材料和基體樹脂制成的纖維復合材料層。為了提高臂架的美觀性能，有時還在纖維復合材料層外部涂覆一層涂料層。隨著纖維復合材料在臂架上的規(guī)?；瘧?yīng)用，對復合材料臂架的維護及修理也得到了越來越多的關(guān)注。由于纖維復合材料耐沖擊性能較差，而涂料層較薄較脆，也基本無法起到保護作用，因此在臂架的裝配、運輸及使用過程中，容易因碰撞而導致臂架表面的破壞，成為破壞的起點，在應(yīng)力作用下極易導致裂紋的擴散，最終使得臂架損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不易損壞的復合材料臂架。為了實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種復合材料臂架，該復合材料臂架包括由纖維材料和基體樹脂制成的纖維復合材料層，其中，該復合材料臂架還包括結(jié)合在該纖維復合材料層外部的耐沖擊層，該耐沖擊層由耐沖擊材料制成。優(yōu)選地，所述耐沖擊層由彈性材料制成。優(yōu)選地，所述彈性材料為聚氨酯材料和/或橡膠。優(yōu)選地，所述耐沖擊層由發(fā)泡塑料制成。優(yōu)選地，所述發(fā)泡塑料為選自聚氨酯發(fā)泡塑料、聚苯乙烯發(fā)泡塑料、聚氯乙烯發(fā)泡塑料中的一者或多者。優(yōu)選地，所述耐沖擊層的厚度為0. 3-5. 5mm。優(yōu)選地，該復合材料臂架還包括涂覆在所述耐沖擊層外部的涂料層。另一方面，本發(fā)明還提供了一種工程機械，其特征在于，該工程機械包括如上文所述的復合材料臂架。還另一方面，本發(fā)明還提供了一種復合材料臂架的制造方法，該制造方法包括提供纖維復合材料層的步驟，該纖維復合材料層由纖維材料和基體樹脂制成，其特征在于，該制造方法還包括結(jié)合步驟在所述纖維復合材料層外部結(jié)合耐沖擊層，該耐沖擊層由耐沖擊材料制成。優(yōu)選地，在所述結(jié)合步驟中，通過在所述纖維復合材料層外部涂覆液態(tài)耐沖擊材料并使之固化，以將所述耐沖擊層結(jié)合到所述纖維復合材料層外部。優(yōu)選地，所述液態(tài)耐沖擊材料選自液態(tài)聚氨酯、液態(tài)橡膠中的一者或兩者。
優(yōu)選地，所述液態(tài)耐沖擊材料的固化溫度低于所述纖維復合材料層的基體樹脂的
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。優(yōu)選地，所述液態(tài)耐沖擊材料的涂覆厚度為0. 5_5mm。優(yōu)選地，在所述結(jié)合步驟中，通過將預先形成的耐沖擊層固定到所述纖維復合材料層外部，以將所述耐沖擊層結(jié)合到所述纖維復合材料層外部。優(yōu)選地，所述耐沖擊層由發(fā)泡塑料制成。優(yōu)選地，所述耐沖擊層的厚度為0. 3-5. 5mm。優(yōu)選地，該制造方法還包括涂覆步驟在所述耐沖擊層外部涂覆涂料層。通過上述技術(shù)方案，由于復合材料臂架的纖維復合材料層的外部還結(jié)合有耐沖擊層，因此在臂架的裝配、運輸及使用過程中，耐沖擊層能夠起到保護作用，即使受到碰撞也不易使得臂架被破壞，提高了臂架的耐沖擊性能。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式

部分予以詳細說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式

一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式的復合材料臂架的截面示意圖。附圖標記說明I纖維復合材料層；2耐沖擊層；3涂料層。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式

進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體實施方式

僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式提供了一種復合材料臂架，該復合材料臂架包括由纖維材料和基體樹脂制成的纖維復合材料層1，其中，該復合材料臂架還包括結(jié)合在該纖維復合材料層I外部的耐沖擊層2，該耐沖擊層2由耐沖擊材料制成。通過上述技術(shù)方案，由于復合材料臂架的纖維復合材料層I的外部還結(jié)合有耐沖擊層2，因此在臂架的裝配、運輸及使用過程中，耐沖擊層2能夠起到保護作用，即使受到碰撞也不易使得臂架被破壞，提高了臂架的耐沖擊性能。本發(fā)明不涉及對所述復合材料臂架的整體形狀的改變，也就是說，復合材料臂架的整體形狀的結(jié)構(gòu)可以與現(xiàn)有的臂架相同，例如可以大致為中空的矩形橫截面的矩形結(jié)構(gòu)。耐沖擊層2采用耐沖擊材料制成，例如可以由彈性材料或發(fā)泡塑料制成。所述彈性材料優(yōu)選地由聚氨酯材料和/或橡膠制成，聚氨酯材料的韌性較高，具有優(yōu)異的耐沖擊性能，尤其是與纖維復合材料相比，聚氨酯材料、橡膠等彈性材料在耐沖擊性能方面更加優(yōu)異。而且，如果在耐沖擊層2的外部再設(shè)置涂覆層3時(如下文所述)，由于聚氨酯材料比纖維復合材料層更易于與涂覆層相結(jié)合，因此能夠延長涂覆層的使用壽命，保護臂架的外觀。橡膠的彈性較好，也具有優(yōu)異的耐沖擊性能。此外，橡膠制成的耐沖擊層2還能夠使臂架免受紫外線、水及空氣等環(huán)境因素的影響，提高其耐老化性能，延長臂架的使用壽命。橡膠例如可以為聚丁二烯橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、無規(guī)羧基聚丁二烯橡膠、端羥基聚丁二烯橡膠、端羧基聚丁二烯橡膠、聚硫橡膠等。耐沖擊層2優(yōu)選地還可以由發(fā)泡塑料制成。發(fā)泡塑料具有優(yōu)異的耐沖擊性能，尤其是與纖維復合材料相比，發(fā)泡塑料在耐沖擊性能方面更加優(yōu)異。發(fā)泡塑料例如可以選自聚氨酯發(fā)泡塑料、聚苯乙烯發(fā)泡塑料、聚氯乙烯發(fā)泡塑料中的一者或多者。所述耐沖擊層2的厚度例如可以為0. 3-5. 5mm,例如2_4mm。優(yōu)選地，如圖1所示，復合材料臂架還可以包括涂覆在所述耐沖擊層2外部的涂料層3。該涂料層3能夠提高臂架的美觀性能。本發(fā)明提到的纖維復合材料層I由纖維材料和基體樹脂制成，纖維復合材料也稱為纖維增強樹脂復合材料。纖維復合材料層I可以采用各種適當?shù)睦w維材料與基體樹脂復合而制成，纖維材料例如可以選自玻璃纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維、碳纖維中的一者或多者。優(yōu)選地，纖維復合材料層I由碳纖維材料和基體樹脂制成。碳纖維復合材料具有輕質(zhì)、高強度、高剛度、優(yōu)良的減振性、耐疲勞和耐腐蝕等一系列優(yōu)點?；w樹脂例如可以為不飽和聚酯、乙烯基樹脂、酚醛樹脂等，例如可以采用工藝性較好、強度較高且韌性較好的環(huán)氧樹脂體系。上述復合材料臂架可以應(yīng)用于各種適當?shù)臋C械，例如應(yīng)用于泵車等工程機械。因此，另一方面，本發(fā)明還提供了一種工程機械，該工程機械包括根據(jù)上文所述的復合材料臂架。該工程機械例如可以為泵車等。還另一方面，本發(fā)明還提供了一種復合材料臂架的制造方法，該制造方法包括提供纖維復合材料層I的步驟，該纖維復合材料層I由纖維材料和基體樹脂制成，其中，該制造方法還包括結(jié)合步驟在所述纖維復合材料層I外部結(jié)合耐沖擊層2，該耐沖擊層2由耐沖擊材料制成。通過上述技術(shù)方案，由于復合材料臂架的纖維復合材料層I的外部還結(jié)合有耐沖擊層2，因此在臂架的裝配、運輸及使用過程中，耐沖擊層2能夠起到保護作用，即使受到碰撞也不易使得臂架被破壞，提高了臂架的耐沖擊性能。在所述結(jié)合步驟之前，可以先對纖維復合材料層I進行打磨(例如采用300-600目的砂紙進行打磨)，以增強纖維復合材料層I與耐沖擊層2的粘接能力。優(yōu)選地，在所述結(jié)合步驟中，通過在所述纖維復合材料層I外部涂覆液態(tài)耐沖擊材料并使之固化，以將所述耐沖擊層2結(jié)合到所述纖維復合材料層I外部。該工藝過程簡單，施工方便，纖維復合材料層I與耐沖擊層2結(jié)合緊密。所述液態(tài)耐沖擊材料可以選自液態(tài)聚氨酯、液態(tài)橡膠中的一者或兩者，其在固化前為一類分子量降低的線性聚合物，具有較好的流動性，能進行噴涂并具有良好的涂覆性。涂覆后，通過將該液態(tài)耐沖擊材料加熱至預定溫度，例如加熱至25-80°C并加熱8-24h，使其發(fā)生固化反應(yīng)成為固體結(jié)構(gòu)，形成耐沖擊層2。優(yōu)選地，所述液態(tài)耐沖擊材料的固化溫度低于所述纖維復合材料層I的基體樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，以免使得纖維復合材料層I的性能惡化。所述液態(tài)耐沖擊材料的涂覆厚度例如可以為0. 5-5_。在臂架的容易發(fā)生碰撞、刮擦的部位(例如臂架靠近輸送管側(cè))可以適當?shù)卦黾油扛埠穸?，以便進一步提高臂架的耐沖擊性能。
除了通過上述涂覆液態(tài)耐沖擊材料然后使其固化的方式形成所述耐沖擊材料層2之外，還可以通過其他方式來形成耐沖擊材料層。例如，在所述結(jié)合步驟中，通過將預先形成的耐沖擊層2固定到所述纖維復合材料層I外部，以將所述耐沖擊層2結(jié)合到所述纖維復合材料層I外部。所述耐沖擊層2可以由發(fā)泡塑料制成。發(fā)泡塑料例如可以選自聚氨酯發(fā)泡塑料、聚苯乙烯發(fā)泡塑料、聚氯乙烯發(fā)泡塑料中的一者或多者。所述耐沖擊層2的厚度例如可以為0. 3-5. 5mm,例如2_4mm。優(yōu)選地，該制造方法還包括涂覆步驟在所述耐沖擊層2外部涂覆涂料層3。該涂料層3能夠提高臂架的美觀性能。以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。。另外需要說明的是，在上述具體實施方式

中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種復合材料臂架，該復合材料臂架包括由纖維材料和基體樹脂制成的纖維復合材料層(I )，其特征在于，該復合材料臂架還包括結(jié)合在該纖維復合材料層(I)外部的耐沖擊層(2)，該耐沖擊層(2)由耐沖擊材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合材料臂架，其特征在于，所述耐沖擊層(2)由彈性材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復合材料臂架，其特征在于，所述彈性材料為聚氨酯材料和/ 或橡膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合材料臂架，其特征在于，所述耐沖擊層(2)由發(fā)泡塑料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復合材料臂架，其特征在于，所述發(fā)泡塑料為選自聚氨酯發(fā)泡塑料、聚苯乙烯發(fā)泡塑料、聚氯乙烯發(fā)泡塑料中的一者或多者。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的復合材料臂架，其特征在于，所述耐沖擊層(2)的厚度為 O. 3-5. 5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的復合材料臂架，其特征在于，該復合材料臂架還包括涂覆在所述耐沖擊層(2 )外部的涂料層(3 )。
8.—種工程機械，其特征在于，該工程機械包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的復合材料臂架。
9.一種復合材料臂架的制造方法，該制造方法包括提供纖維復合材料層(I)的步驟， 該纖維復合材料層(I)由纖維材料和基體樹脂制成，其特征在于，該制造方法還包括結(jié)合步驟在所述纖維復合材料層(I)外部結(jié)合耐沖擊層(2)，該耐沖擊層(2)由耐沖擊材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復合材料臂架的制造方法，其特征在于，在所述結(jié)合步驟中，通過在所述纖維復合材料層(I)外部涂覆液態(tài)耐沖擊材料并使之固化，以將所述耐沖擊層(2)結(jié)合到所述纖維復合材料層(I)外部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復合材料臂架的制造方法，其特征在于，所述液態(tài)耐沖擊材料選自液態(tài)聚氨酯、液態(tài)橡膠中的一者或兩者。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復合材料臂架的制造方法，其特征在于，所述液態(tài)耐沖擊材料的固化溫度低于所述纖維復合材料層(I)的基體樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復合材料臂架的制造方法，其特征在于，所述液態(tài)耐沖擊材料的涂覆厚度為O. 5-5mm。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復合材料臂架的制造方法，其特征在于，在所述結(jié)合步驟中，通過將預先形成的耐沖擊層(2)固定到所述纖維復合材料層(I)外部，以將所述耐沖擊層(2)結(jié)合到所述纖維復合材料層(I)外部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的復合材料臂架的制造方法，其特征在于，所述耐沖擊層(2) 由發(fā)泡塑料制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求9-15中任意一項所述的復合材料臂架的制造方法，其特征在于，所述耐沖擊層(2)的厚度為O. 3-5. 5_。
17.根據(jù)權(quán)利要求9-15中任意一項所述的復合材料臂架的制造方法，其特征在于，該制造方法還包括涂覆步驟在所述耐沖擊層(2)外部涂覆涂料層(3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復合材料臂架，該復合材料臂架包括由纖維材料和基體樹脂制成的纖維復合材料層(1)，其中，該復合材料臂架還包括結(jié)合在該纖維復合材料層外部的耐沖擊層(2)，該耐沖擊層由耐沖擊材料制成。還公開了一種具有上述復合材料臂架的工程機械。還公開了一種復合材料臂架的制造方法，該制造方法包括提供纖維復合材料層(1)的步驟，其中，該制造方法還包括結(jié)合步驟在纖維復合材料層外部結(jié)合耐沖擊層(2)，該耐沖擊層由耐沖擊材料制成。通過上述技術(shù)方案，在臂架的裝配、運輸及使用過程中，耐沖擊層能夠起到保護作用，即使受到碰撞也不易使得臂架被破壞，提高了臂架的耐沖擊性能。
文檔編號B32B27/12GK102995901SQ2012105478
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者李庶, 李曉超 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司