專利名稱：連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預浸帶的制備方法及設(shè)備，具體的講是一種涉及連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料的制造方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料具有優(yōu)異的機械性能、較強的可加工性及穩(wěn)定的化學性，如高的拉伸強度和彎曲強度、出色的高低溫沖擊性能；近年來在環(huán)保節(jié)能等政策理念的推動下，其開發(fā)與應用得到了巨大發(fā)展，相應的制造技術(shù)也不斷的改進與提高。目前預浸帶的生產(chǎn)工藝包括溶液浸漬、粉末浸漬、涂敷浸漬及熔融浸漬。預浸帶生產(chǎn)過程一般為1、將連續(xù)纖維從紗架上引出并展開，再依次通過張力調(diào)節(jié)裝置、導紗裝置、 纖維導引分散裝置送至預熱烘箱預熱；2、對連續(xù)纖維進行浸漬；3、將浸漬后的連續(xù)纖維導入到浸漬壓延輥組中進行滾壓冷卻定型；4、最后導入牽引卷繞裝置卷繞成型。中國專利公開號為CN101856872A采用了涂敷法浸漬，讓從擠出模頭擠出的熔融樹脂直接與連續(xù)纖維浸漬，由于浸漬過程是暴露在空氣中，這樣就難以達到熔融浸漬法的效果。美國專利U85529652采用了熔融浸漬法，在該工藝中，纖維與熔融樹脂的浸漬發(fā)生在封閉的浸漬槽中，當纖維斷裂時，難以穿紗接頭，積累的斷裂短纖維在浸漬槽中較為難以清理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造方法，解決如何使預浸帶浸漬完全的問題。本發(fā)明的另一個目的是提供一種連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造設(shè)備，解決如何在浸漬過程中穿紗、清理接頭較為容易的問題。連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造方法，包括如下步驟
a、將連續(xù)纖維從紗架上引出并展開，送至預熱烘箱預熱；
b、擠出模頭通過第一熔融樹脂通道擠出一道熔融樹脂，對預熱后的連續(xù)纖維在初次浸漬槽中進行初步浸漬，然后擠出模頭通過第二熔融樹脂通道擠出另一道熔融樹脂對預浸的連續(xù)纖維在二次浸漬槽進行再次均勻浸漬；
C、將浸漬后的連續(xù)纖維滾壓冷卻定型； d、最后卷繞成型。所述連續(xù)纖維是在二次浸漬槽中的弧形通道內(nèi)進行完全浸漬。所述弧形通道的間隙為3mm，截面為弧形。所述二次浸漬槽為可打開二次浸漬槽。所述初次浸漬槽及二次浸漬槽均采用熱電偶控制或者導熱油或者紅外線加熱。所述第一熔融樹脂通道及第二熔融樹脂通道之間具有一個活動滑動塊，該活動滑動塊可調(diào)節(jié)第一熔融樹脂通道及第二熔融樹脂通道的熔融樹脂流出量。
連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造設(shè)備，包括紗架、預熱烘箱、第一熔融樹脂通道、第二熔融樹脂通道、初次浸漬槽、二次浸漬槽、浸漬壓延輥組；初次浸漬槽、二次浸漬槽依次設(shè)置在預熱烘箱及浸漬壓延輥組之間，二次浸漬槽內(nèi)設(shè)有填充有熔融樹脂的弧形通道；第一熔融樹脂通道一端連接擠出模頭，另一端連接初次浸漬槽；第二熔融樹脂通道一端連接擠出模頭，另一端連接二次浸漬槽。所述弧形通道的間隙為3mm，弧形通道截面為弧形。所述二次浸漬槽的通道出口處設(shè)計為喇叭口形狀。所述第一熔融樹脂通道及第二熔融樹脂通道之間具有一個可調(diào)節(jié)這兩個通道熔融樹脂流出量的活動滑動塊。本發(fā)明的有益效果是
1、當高溫熔融態(tài)樹脂通過初步浸漬裝置時，根據(jù)樹脂的物性不同，可以同步調(diào)節(jié)樹脂的出料壓力，使得分散均勻的纖維不會被過大的出料壓力沖散的同時，既不傷害到纖維，又能均勻的預浸漬纖維；
2、二次浸漬槽的流道設(shè)計特點設(shè)計間隙只允許一定量的樹脂與纖維通過，在經(jīng)過弧形流道的浸漬后，不會留下多余的樹脂，產(chǎn)生熱降解，在流道的出口處是通過喇叭口形狀設(shè)計的，可以調(diào)節(jié)材料的厚度；
3、為了解決在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的斷絲后，穿絲難的問題，二次浸漬槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計是可以打開的，只需在浸漬槽打開時，將斷的纖維拉直，閉合浸漬槽就可以了，在幾秒鐘內(nèi)可以完成穿絲的問題。因此，纖維的分散性，浸漬性及可操作性顯著提高，能得到纖維分散均勻和浸漬完全的連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料，其樹脂含量較易控制，并實現(xiàn)低成本化及可連續(xù)化生產(chǎn)。4、由于第一熔融樹脂通道及第二熔融樹脂通道之間設(shè)有一個活動調(diào)節(jié)塊，這樣可根據(jù)需要調(diào)節(jié)這兩個通道熔融樹脂流出量。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖中1.紗架、2.導紗裝置、3.牽引分散裝置、4.遠紅外加熱箱、5.擠出模頭、6. 初次浸漬槽、7. 二次浸漬槽、8.浸漬壓延輥組、9.牽引卷繞裝置、10.連續(xù)纖維、11.牽引棍。
具體實施例方式請參考圖1，本發(fā)明的設(shè)備包括有紗架1、導紗裝置2、牽引分散裝置3、遠紅外加熱箱4、擠出模頭5、初次浸漬槽6、二次浸漬槽7、浸漬壓延輥組8、牽引卷繞裝置9。首先連續(xù)纖維10安裝在紗架1的錠子上，然后將連續(xù)纖維10牽引到導紗裝置2 中，使得連續(xù)纖維10能成同一平面并均勻分布。拉成同一平面的連續(xù)纖維10經(jīng)牽引輥11 送入遠紅外加熱箱4中進行250度的預熱，使預熱后的連續(xù)纖維10進入初次浸漬槽6中。 這時，擠出模頭5擠出熔融樹脂通過第一熔融樹脂通道在初次浸漬槽6中對連續(xù)纖維10進行初次浸漬，該第一熔融樹脂通道未在圖中描述，另外，調(diào)節(jié)從擠壓模頭5中擠出的熔融樹脂的出料壓力，使得分散均勻的連續(xù)纖維10不會被過大的出料壓力沖散的同時，既不傷害到纖維，又能均勻的預浸纖維，在該步驟中可采用單螺桿擠出熔融樹脂對連續(xù)纖維10進行預浸，經(jīng)過預浸后再進入二次浸漬槽7中，二次浸漬槽7中入口出連接第二熔融樹脂通道入口，該第二熔融樹脂通道未在圖中描述，二次浸漬槽7內(nèi)的弧形通道間隙為3mm，截面為弧形，只允許一定量的連續(xù)纖維10與熔融樹脂通過，這樣，經(jīng)過弧形通道的浸漬后，通道內(nèi)不會留下多余的樹脂，從而產(chǎn)生熱降解。為了調(diào)節(jié)第一熔融樹脂通道及第二熔融樹脂通道的樹脂流出量，可在第一熔融樹脂通道及第二熔融樹脂通道之間增設(shè)一個活動的滑動塊。另外，將通道的出口處設(shè)計成喇叭口形狀，這樣可以根據(jù)連續(xù)纖維10的含量來調(diào)節(jié)材料的厚度。經(jīng)過二次浸漬后再經(jīng)浸漬壓延輥組8的滾壓冷卻使其厚度為0. 25mm，最后通過15米的自然冷卻后再經(jīng)牽引卷繞裝置9卷繞成卷。
權(quán)利要求
1.連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造方法，包括如下步驟a、將連續(xù)纖維從紗架上引出并展開，送至預熱烘箱預熱；C、將浸漬后的連續(xù)纖維進行滾壓冷卻定型；d、最后卷繞成型；其特征在于在a、c步驟之間還有一個步驟b:b、擠出模頭通過第一熔融樹脂通道擠出一道熔融樹脂，對預熱后的連續(xù)纖維在初次浸漬槽中進行初步浸漬，然后擠出模頭通過第二熔融樹脂通道擠出另一道熔融樹脂對預浸的連續(xù)纖維在二次浸漬槽進行再次均勻浸漬。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造方法，其特征在于所述連續(xù)纖維是在二次浸漬槽中的弧形通道內(nèi)進行完全浸漬。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造方法，其特征在于所述弧形通道的間隙為3mm，弧形通道截面為弧形。
4.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造方法，其特征在于所述二次浸漬槽為可打開二次浸漬槽。
5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造方法，其特征在于所述初次浸漬槽及二次浸漬槽均采用熱電偶控制或者導熱油或者紅外線加熱。
6.依據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造方法，其特征在于所述第一熔融樹脂通道及第二熔融樹脂通道之間具有一個活動滑動塊，該活動滑動塊可調(diào)節(jié)第一熔融樹脂通道及第二熔融樹脂通道的熔融樹脂流出量。
7.連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造設(shè)備，包括紗架、預熱烘箱、浸漬壓延輥組、其特征在于還包括第一熔融樹脂通道、第二熔融樹脂通道、初次浸漬槽、二次浸漬槽； 初次浸漬槽、二次浸漬槽依次設(shè)置在預熱烘箱及浸漬壓延輥組之間，二次浸漬槽內(nèi)設(shè)有填充有熔融樹脂的弧形通道；第一熔融樹脂通道一端連接擠出模頭，另一端連接初次浸漬槽； 第二熔融樹脂通道一端連接擠出模頭，另一端連接二次浸漬槽。
8.依據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造設(shè)備，其特征在于所述弧形通道的間隙為3mm，弧形通道截面為弧形。
9.依據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造設(shè)備，其特征在于所述二次浸漬槽的通道出口處設(shè)計為喇叭口形狀。
10.依據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造設(shè)備，其特征在于所述第一熔融樹脂通道及第二熔融樹脂通道之間具有一個可調(diào)節(jié)這兩個通道熔融樹脂流出量的活動滑動塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料預浸帶的制造方法及設(shè)備，在該方法中采用使用了擠出模頭擠出熔融樹脂，將預熱后的連續(xù)纖維導入到初次槽中進行初步浸漬，然后控制出料壓力使通過預浸的連續(xù)纖維通過填充有熔融樹脂的可打開的二次浸漬槽進行完全浸漬工藝，這樣就可解決如何使預浸帶浸漬完全及穿紗、清理接頭較為容易的問題。
文檔編號B29C70/54GK102328443SQ201110296640
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者阮金剛 申請人:臺州市家得寶日用品有限公司