一种高模量单轴向玻璃纤维织物

技术领域

本发明公开涉及玻纤制品领域，尤其涉及一种单轴向玻璃纤维织物。

背景技术

随着风电领域的发展，风电叶片向大型化发展，对风机叶片的刚度和承载极限的要求也更高。随着风电叶片的长度达到90米以上，传统的玻璃纤维织物无法满足风电叶片的性能要求，需要采用价格更昂贵的拉挤材料或碳玻混合材料或其它混合纤维材料，导致风电叶片的生产成本大幅提高。

因此，提供一种能够满足风电叶片发展需求的玻璃纤维织物成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开提供了一种高模量单轴向玻璃纤维织物。

根据本发明公开的第一方面，提供了一种高模量单轴向玻璃纤维织物，包括：第一纱线层，第一纱线层沿0°方向铺设，第一纱线层包括沿0°方向平行铺设的经纱；

第二纱线层，第二纱线层沿90°方向铺设，第二纱线层包括纬纱，第二纱线层和第一纱线层叠层设置；

捆绑纱，第一纱线层和第二纱线层通过捆绑纱编织在一起；

经纱在玻璃纤维织物中的质量占比大于98％。

可选择地，玻璃纤维织物的单位面积质量大于1800g/m2，其中，经纱的质量大于1770g/m2。

可选择地，纬纱的线密度为60tex～75tex。

可选择地，第二纱线层中纬纱的铺设密度大于或等于第一纱线层中经纱的铺设密度。

可选择地，第一纱线层中经纱的铺设密度为6-10根/英寸，第二纱线层中纬纱的铺设密度为7-10根/英寸。

可选择地，第二纱线层包括沿第一纬纱，第一纬纱沿第一方向平行铺设，第一方向为90°。

可选择地，第二纱线层包括沿第二方向平行铺设的第二纬纱以及沿第三方向平行铺设的第三纬纱，第二方向和第三方向不同。

可选择地，第二纱线层中，第二纬纱和第三纬纱交替排列。

可选择地，第二方向为-89°，第三方向为+89°。

根据本发明公开的第二方面，本发明公开的高模量单轴向玻璃纤维织物，应用于风电叶片。

本发明公开的高模量单轴向玻璃纤维织物，通过减小织物在90°方向的克重，同时增加0°方向的克重，提高了玻璃纤维织物的性能，同时，通过调整第二纱线层中纬纱的排列方式和密度，以使玻璃纤维织物具有良好的结构稳定性。

附图说明

构成本发明公开的一部分的附图用来提供对本发明公开的进一步理解，本发明公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本发明公开的不当限定。在附图中：

图1是本发明公开一示例中高模量单轴向玻璃纤维织物的结构示意图；

图2是本发明公开一示例中高模量单轴向玻璃纤维织物的结构示意图；

图3是本发明公开一示例中高模量单轴向玻璃纤维织物的第二纱线层的结构示意图。

附图说明：

1、第一纱线层；10、经纱；

2、第二纱线层；20、纬纱；21、第一纬纱；22、第二纬纱；23、第三纬纱；

3、捆绑纱。

具体实施方式

为使本发明公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明公开实施例中的附图，对本发明公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明公开保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明公开中的实施例及实施例中的特征向量可以相互任意组合。

本发明公开示例性实施例提供了一种高模量单轴向玻璃纤维织物，如图1所示，包括：第一纱线层1、第二纱线层2、以及捆绑纱3。第一纱线层1和第二纱线层2叠层设置，第一纱线层1和第二纱线层2通过捆绑纱3编织在一起。

如图1所示，第一纱线层1沿0°方向铺设，第一纱线层1包括沿0°方向平行铺设的经纱10。第一纱线层1沿90°方向铺设，第二纱线层2包括纬纱20，第二纱线层2中的纬纱20平行或交叉设置。经纱10在玻璃纤维织物中的质量占比大于98％。

本实施例的高模量单轴向玻璃纤维织物，0°方向的经纱10的质量占比大于98％，织物的克重主要集中在0°方向，提高了玻璃纤维织物在0°方向的拉伸强度和拉伸模量。

根据本发明公开的一个示例性实施例，玻璃纤维织物的单位面积质量大大于1800g/m

如图1所示，第一纱线层1中的纬纱20的线密度为60tex～75tex。

第二纱线层2中纬纱20的铺设密度大于或等于第一纱线层1中经纱10的铺设密度。

本实施例的玻璃纤维织物，选用线密度较小的纬纱20铺设形成第一纱线层1，能够增加第一纱线层1中纬纱20的铺设密度，第一纱线层1中的纬纱20排布的更加紧密，以使第一纱线层1和第二纱线层2编织在一起之后，经纱10和纬纱20形成更多的网格结构，提高了玻璃纤维织物的结构稳定性。并且更多的网格结构使本实施例中的玻璃纤维织物浸润树脂的速度更快。

作为本发明公开的一个优选实施例中，如图1所示，玻璃纤维织物的单位面积质量为1800g/m

本实施例的玻璃纤维织物的力学性能表现比现有的单轴向玻璃纤维织物提高15％以上，而且经纱10和纬纱20形成的网格结构更加密集，织物的结构稳定性更好。

根据本发明公开的一个示例性实施例，本实施例的高模量单轴向玻璃纤维织物，如图1所示，包括：沿0°方向铺设的第一纱线层1、沿90°方向铺设的第二纱线层2、以及捆绑纱3。第一纱线层1和第二纱线层2叠层设置，第一纱线层1和第二纱线层2通过捆绑纱3通过经平或双经平的方式编织在一起。经纱10在玻璃纤维织物中的质量占比大于98％。

第一纱线层1包括沿0°方向平行铺设的经纱10，经纱10的铺设密度为6-10根/英寸。

第二纱线层2包括第一纬纱21，第一纬纱21沿第一方向平行铺设，第二纱线层2中第一纬纱21的铺设密度为7-10根/英寸。

本实施例中，经纱10选用规格为E8DR17-2400-338或者E8DR24-4800-338的玻璃纤维纱。

第一纬纱21选用规格为EC9-68*766、线密度为60tex～75tex的玻璃纤维纱。

捆绑纱3选用规格为(75～100)D的低弹涤纶丝，捆绑纱3的编织密度为7-10根/英寸，针脚长度4-5mm。本实施例中，捆绑纱3的单位面积质量低于13g/m

本实施例的高模量单轴向玻璃纤维织物，玻璃纤维织物的单位面积质量为1800g/m

单轴向玻璃纤维织物在应用时通常需要浸润树脂，本实施例的单轴向玻璃纤维织物中纬纱的质量占比很小，在应用过程中占总玻纤质量的比重十分微小，最大程度的保证了玻璃纤维织物的在实际应用中的质量和力学性能。

在本实施例中，如图1所示，第一方向为90°，也即第二纱线层2中的第一纬纱21和第一纱线层1中的经纱10垂直设置，本实施例形成的玻璃纤维织物，经纱10和第一纬纱21形成的网格结构为方形或长方形，玻璃纤维织物浸润树脂的速度更快。

在本发明公开其它实施例中，第一方向可以为与0°相交的其它角度，例如为+89°、-89°、+88°、-88°等，也即第一纬纱21相对于经纱10倾斜设置，在其它实施例中，玻璃纤维织物形成的网格结构为平行四边形。

根据本发明公开的一个示例性实施例，本实施例的大部分内容和上述实施例相同，区别之处在于，如图2、图3所示，第二纱线层2包括沿第二方向平行铺设的第二纬纱22以及沿第三方向平行铺设的第三纬纱23，第二方向和第三方向不同。

如图2、图3所示，，第二纱线层2中的第二纬纱22和第三纬纱23交替排列。例如，第二纬纱22和第三纬纱23可以间隔排列。再例如，可以多根第二纬纱22为一组，多根第三纬纱23为一组，第二纬纱组和第三纬纱组交替排列，优选地，第二纬纱组和第三纬纱组中纱线的数量相同。

如图2、图3所示，，第二方向和第三方向以90方向为轴对称设置。示例性的，第二方向为-89°，第三方向为+89°。或者，第二方向为-45°，第三方向为+45°。再或者，第二方向为-60°，第三方向为+60°。

如图2、图3所示，，第二纱线层2中的第二纬纱22和第三纬纱23交叉设置，能够增加第二纱线层2的结构强度，以使编织形成的玻璃纤维织物结构更加稳固。

经过测试，本实施例的玻璃纤维织物在0°方向的拉伸强度为1500-1600MPa，拉伸模量56-58GPa；在0°方向的压缩强度为900-1000MPa，压缩模量为55-56GPa；剪切强度为51.5-54.5MPa，剪切模量为3.8-4.0MPa。

对单轴向玻璃纤维织物E7-UD1250测试，E7-UD1250的力学性能表现为：0°方向的拉伸强度为1240MPa，拉伸模量为48.5GPa；0°方向的压缩强度为808MPa，压缩模量为47.8GPa；剪切强度为45.1MPa，剪切模量为3.87GPa。

相比之下，本实施例的玻璃纤维织物的力学性能提高了15％以上。

根据本发明公开实施例的高模量单轴向玻璃纤维织物可以被应用于风电叶片中。应用本发明公开实施例的高模量单轴向玻璃纤维织物，能够减少对风电叶片的铺层次数，提高风电叶片的力学性能和耐磨性，提升风电叶片在0°方向拉伸强度与0°方向的拉伸模量，能够满足风电叶片向大型化发展对叶片机械力学性能的要求，能够用于90m以上的风电叶片。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明公开的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明公开进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明公开技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明公开的权利要求范围当中。