一種熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備方法及其制備裝置。本發(fā)明的方法包括：纖維表面處理、樹(shù)脂單體或低聚體噴涂，樹(shù)脂原位聚合、浸漬、定型、收卷等步驟，解決了熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備過(guò)程中熔體粘度大，難于對(duì)纖維進(jìn)行有效浸漬的問(wèn)題。本發(fā)明的裝置包括：纖維表面處理系統(tǒng)，樹(shù)脂高溫涂敷系統(tǒng)，樹(shù)脂反應(yīng)浸漬系統(tǒng)，定型與收卷系統(tǒng)等四大部分，其中樹(shù)脂高溫涂敷系統(tǒng)采用高效霧化噴淋頭式設(shè)備實(shí)現(xiàn)，且設(shè)計(jì)為雙面噴涂，反應(yīng)浸漬系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)熱塑性低聚物聚合和熱壓浸漬雙重功能。采用該裝置制備的預(yù)浸料可實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂雙面均勻涂覆且樹(shù)脂涂覆厚度可控，生產(chǎn)速度快、效率高。
【專利說(shuō)明】一種熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備方法及其裝置
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備方法及其裝置，具體而言涉及一種帶有氣動(dòng)霧化噴頭的熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備裝置及與此裝置對(duì)應(yīng)的熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備方法。
[0003]【背景技術(shù)】
[0004]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料預(yù)浸料通常是由纖維(例如碳纖維、玻璃纖維等)通過(guò)浸潰樹(shù)脂基體制備的。熱固性樹(shù)脂(例如環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰亞胺等)通常用作基體樹(shù)脂，特別是在一些需要高強(qiáng)度水平的應(yīng)用中。但是熱固性樹(shù)脂預(yù)浸料制備的復(fù)合材料通常具有抗沖擊性能及抗損傷性能不足等缺點(diǎn)。熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料由于具備突出的可循環(huán)性及韌性，得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。
[0005]目前熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料的制備大體上可以分為兩類。一種是溶液法，纖維經(jīng)過(guò)帶有基體樹(shù)脂的溶液從而使其表面覆上一層樹(shù)脂。采用這種方法制備的預(yù)浸料，如果裝有基體樹(shù)脂溶液的浸膠槽裸露的話對(duì)環(huán)境及人體均有傷害，此外，很多熱塑性樹(shù)脂很難找到能夠?qū)⑵淙芙獾娜軇?。另外一種是熔融法，將漏斗中流出的熔融樹(shù)脂體系刮涂于隔離紙上，然后轉(zhuǎn)移到經(jīng)調(diào)整張力 后的平行纖維上，同時(shí)纖維的另一面貼附上一層隔離紙，三者形成一夾芯，經(jīng)熱壓輥擠壓，使樹(shù)脂浸潰纖維。采用這種方法制備的預(yù)浸料，可以控制樹(shù)脂膜的厚度以及在纖維表面的均勻性；揮發(fā)性含量低，環(huán)保無(wú)污染；制備的預(yù)浸料生產(chǎn)速度塊，效率高。但是絕大多數(shù)熱塑性樹(shù)脂存在加工性能不好、熔融粘度大、不易流動(dòng)的缺點(diǎn)，熱塑性樹(shù)脂如果粘度太大，很難對(duì)纖維進(jìn)行有效浸潰。
[0006]采用低粘度的環(huán)狀寡聚物樹(shù)脂(如聚對(duì)苯二甲酸環(huán)丁二醇酯，反應(yīng)型尼龍)作為基體樹(shù)脂制備的預(yù)浸料能夠充分利用樹(shù)脂的高流動(dòng)性對(duì)纖維進(jìn)行全面浸潰。但是一方面很難找到一種常溫下就能溶解這些樹(shù)脂的溶劑，另一方面寡聚物樹(shù)脂所具備的低粘度及高流動(dòng)性的特點(diǎn)使其很難在隔離紙上形成樹(shù)脂膜。
[0007]本發(fā)明提供了一種熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備方法及其裝置，通過(guò)高溫涂敷對(duì)纖維或纖維布進(jìn)行雙面均勻涂覆；并通過(guò)引發(fā)浸潰于纖維或纖維布的樹(shù)脂單體或低聚物聚合，以及將聚合得到的高聚物強(qiáng)迫浸潰纖維或纖維布，從而實(shí)現(xiàn)熱塑性低聚物聚合和熱壓浸潰雙重功能，達(dá)到了對(duì)纖維的有效浸潰。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是為了解決熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料由于樹(shù)脂熔體粘度大，難于對(duì)纖維進(jìn)行有效浸潰的問(wèn)題。
[0010]本發(fā)明提供了一種熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備方法，包括: 步驟1、纖維表面處理:配制一定濃度的功能化合物溶液，然后將纖維或纖維布經(jīng)過(guò)所述功能化合物溶液浸潤(rùn)，烘除溶劑，得到雙面均勻附著功能化合物的纖維或纖維布；可以采用液相處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維表面成分進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，主要是引入一定量的功能化合物或基團(tuán)。所述的纖維包含但不局限于碳纖維、棉綸纖維、玄武巖纖維、玻璃纖維中的一種或幾種。
[0011]步驟2、樹(shù)脂單體或低聚體噴涂:將樹(shù)脂原料進(jìn)行熔融制得粘度適中的熔體，然后通過(guò)霧化噴涂組件將所述熔體對(duì)經(jīng)過(guò)步驟I處理的纖維或纖維布進(jìn)行噴涂；所述的樹(shù)脂單體或低聚物包含但不局限于聚丙烯(PP)單體、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)單體、聚氯乙烯(PVC)單體、己內(nèi)酰胺、聚對(duì)苯二甲酸環(huán)丁二醇酯(CBT)中的一種或幾種。
[0012]步驟3、樹(shù)脂原位聚合、浸潰:在適當(dāng)?shù)臏囟认?，?duì)經(jīng)過(guò)步驟2處理的纖維或纖維布采用熱壓技術(shù)處理引發(fā)所述纖維或纖維布上樹(shù)脂的原位聚合；并同時(shí)利用聚合物熔體強(qiáng)迫浸潰所述纖維或纖維布；樹(shù)脂原位聚合和浸潰步驟可實(shí)現(xiàn)熱塑性低聚物聚合和熱壓浸潰雙重功能。原位聚合所需的催化劑已經(jīng)在纖維表面處理步驟中均勻附著在纖維或纖維布表面。
[0013]步驟4、定型、收卷:對(duì)經(jīng)過(guò)步驟3處理的纖維或纖維布進(jìn)行定型和收卷處理。
[0014]本發(fā)明還提供了一種熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備裝置，包括纖維表面處理系統(tǒng)，樹(shù)脂高溫涂敷系統(tǒng)，樹(shù)脂反應(yīng)浸潰系統(tǒng)，定型與收卷系統(tǒng)，其中，
所述纖維表面處理系統(tǒng)用于對(duì)纖維或纖維布進(jìn)行功能液體浸潤(rùn)以及對(duì)浸潤(rùn)后的纖維或纖維布進(jìn)行溶劑烘干，其中，所述烘干時(shí)的溫度為:80?150°C，處理速度為:0.5m/min?10m/min，且處理速度可調(diào)節(jié)；
所述樹(shù)脂高溫涂敷系統(tǒng)包括物料熔融池、氣壓輸送管道、霧化噴頭和保溫加熱附件；其中，所述物料熔融池為密閉的物料池，溫度在120?250°C范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，并具有實(shí)現(xiàn)空氣、真空以及惰性氣體氣氛的氣氛條件；所述霧化噴頭位于纖維或纖維布上方，帶有氣動(dòng)霧化裝置，所述氣動(dòng)霧化裝置與采用氣動(dòng)方式輸送物料的氣壓輸送管道相連，霧化噴頭的底部開(kāi)有孔徑可調(diào)的大量微孔，對(duì)樹(shù)脂涂覆速率進(jìn)行控制，速率在O?250 cm3/min之間；所述的保溫加熱附件可以使霧化噴頭中的熔融樹(shù)脂保持在熔融狀態(tài)。
[0015]所述樹(shù)脂反應(yīng)浸潰系統(tǒng)包括加熱加壓組件和離型紙復(fù)合組件，其中，所述加熱加壓組件由熱壓輥組成，其溫度在150?250°C內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，壓力在O?IOMPa范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
[0016]所述樹(shù)脂高溫涂敷系統(tǒng)具有兩個(gè)霧化噴頭，分別對(duì)纖維或纖維布的上表面和下表面進(jìn)行樹(shù)脂涂覆，保證浸潰的充分性與均勻性。
[0017]采用本發(fā)明的裝置制備的預(yù)浸料可實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂雙面均勻涂覆且樹(shù)脂涂覆厚度可控，且本發(fā)明裝置的生產(chǎn)速度快、效率高。
[0018]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):一、采用高效霧化噴淋頭將熔融樹(shù)脂單體或低聚物噴涂在纖維或纖維布上，克服了熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料由于樹(shù)脂熔體粘度大不易對(duì)纖維進(jìn)行有效浸潰的問(wèn)題，制備的預(yù)浸料實(shí)現(xiàn)了樹(shù)脂雙面均勻涂覆且可控制樹(shù)脂涂覆的厚度；二、預(yù)浸料制備過(guò)程中沒(méi)有裸露浸膠槽，環(huán)境友好，對(duì)人體無(wú)害；三、該裝備的反應(yīng)浸潰系統(tǒng)可以將噴覆到纖維或纖維布的樹(shù)脂單體或低聚物引發(fā)聚合，同時(shí)聚合得到的高聚物強(qiáng)迫浸潰纖維或纖維布，可實(shí)現(xiàn)熱塑性低聚物聚合和熱壓浸潰雙重功能。
[0019]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例給出的熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備裝置中的纖維表面處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一實(shí)施例給出的熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備裝置中樹(shù)脂反應(yīng)浸潰系統(tǒng)、樹(shù)脂高溫涂敷系統(tǒng)、定型與收卷系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明一實(shí)施例給出的熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備裝置中的霧化噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容，但不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下，對(duì)本發(fā)明方法、步驟或條件所做的修改或替換，均屬于本發(fā)明的范圍。
[0023]若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
[0024]圖1給出了本發(fā)明的熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備裝置中的纖維表面處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖1的纖維表面處理系統(tǒng)中，對(duì)纖維或纖維布進(jìn)行功能液體浸潤(rùn)以及對(duì)浸潤(rùn)后的纖維或纖維布進(jìn)行溶劑烘干。
[0025]本發(fā)明的熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備裝置還包括樹(shù)脂反應(yīng)浸潰系統(tǒng)、樹(shù)脂高溫涂敷系統(tǒng)、定型與收卷系統(tǒng)。經(jīng)纖維表面處理系統(tǒng)處理后的纖維或纖維布被傳輸至樹(shù)脂反應(yīng)浸潰系統(tǒng)，圖2給出了樹(shù)脂反應(yīng)浸潰系統(tǒng)中的氣壓輸送管道3和霧化噴頭4，霧化噴頭4的進(jìn)料口與米用氣動(dòng)方式輸送物料的氣壓輸送管道3相連,氣壓輸送管道3將在密閉熔融池(未在圖2中給出)中加熱呈熔融態(tài)的基體樹(shù)脂輸送至霧化噴頭4，對(duì)經(jīng)由中間導(dǎo)軸17傳輸來(lái)的纖維或纖維布進(jìn)行樹(shù)脂高溫涂敷。如圖3所示，霧化噴頭4具有孔徑可調(diào)的大量微孔，能夠?qū)?shù)脂涂覆速率進(jìn)行控制，速率在O?250 cm3/min之間。纖維或纖維布在經(jīng)過(guò)樹(shù)脂反應(yīng)浸潰系統(tǒng)的處理后，由離型紙輸送輥軸5、離型紙纏繞輥軸6、離型紙貼合輥7傳送至加熱加壓輥8，進(jìn)行加熱加壓處理，然后由向上傳動(dòng)軸18、向上傳動(dòng)軸19傳送至另一霧化噴頭4處進(jìn)行另一面的樹(shù)脂高溫涂敷，涂覆完成后由離型紙輸送輥軸9、離型紙纏繞輥軸10、離型紙貼合輥11將已完成雙面涂覆的纖維或纖維布傳送至加熱加壓輥12，進(jìn)行加熱加壓處理，然后由向上傳動(dòng)軸20傳送至冷卻輥13，再經(jīng)由中間導(dǎo)輥16傳送至離型紙收卷滾軸14、產(chǎn)品收卷輥軸15。
[0026]所述樹(shù)脂反應(yīng)浸潰系統(tǒng)包括圖2中的加熱加壓輥8和加熱加壓輥12，以及離型紙
復(fù)合組件。
[0027]所述定型與收卷系統(tǒng)包括圖2中的離型紙收卷滾軸14、產(chǎn)品收卷輥軸15。
[0028]所述密閉熔融池包括物料熔融池以及熔融池外部的保溫加熱附件，其中保溫加熱附件是通過(guò)螺旋電阻絲加熱的。
[0029]實(shí)施例1
稱取IOg有機(jī)錫，BuSn (OOC8H15) 3與C16H36O2Sn按質(zhì)量比1:1共混，加IOOOml異丙醇溶解，配制成一定濃度的溶液，向溶液中加入5g丙基三硬脂酸鈦酸酯，5g硅烷偶聯(lián)劑KH550，常溫下超聲震蕩lh，得到功能性液體。將22cm寬、0.18_厚的碳纖維布以10cm/s的速度經(jīng)過(guò)此溶液浸潤(rùn)，85°C烘除溶劑，得到表面均勻附著有機(jī)錫、鈦酸酯、硅烷偶聯(lián)劑等功能性化合物的纖維布。將聚對(duì)苯二甲酸環(huán)丁二醇酯(CBTlOO)樹(shù)脂在加熱容器中于175°C熔融，通過(guò)氣壓輸送管道輸送至霧化噴淋頭4中。通過(guò)導(dǎo)輥軸17將雙面均勻附著功能性化合物的碳纖維布輸送至裝有熔融樹(shù)脂CBT100的霧化噴淋頭4下方，碳纖維布傳送速度為15cm/s。打開(kāi)噴頭4將樹(shù)脂均勻噴覆在纖維上，噴覆速度為250ml/min。之后在離型紙纏繞輥軸6以及貼合輥7的作用下，將離型紙附在纖維上表面。熱壓輥8的溫度調(diào)節(jié)為210°C，壓力為3MPa，在熱壓輥的作用下熔融樹(shù)脂CBT100均勻滲入纖維之間，并在催化劑有機(jī)錫BuSn (OOC8H15) 3與C16H36O2Sn的作用下發(fā)生原位聚合成為聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。纖維經(jīng)過(guò)向上傳動(dòng)軸18、上傳動(dòng)軸19將未涂覆樹(shù)脂那一面?zhèn)魉椭辽戏降膰婎^之下接受樹(shù)脂涂覆，涂覆速度與前述相同，之后在離型紙纏繞輥軸10及貼合輥11作用下將離型紙附在纖維另一面。熱壓輥12的溫度調(diào)節(jié)為210°C，壓力為3MPa，在熱壓輥的作用下得到兩面均勻浸潰的預(yù)浸料。經(jīng)過(guò)向上傳動(dòng)軸20將預(yù)浸料輸送至冷卻輥13之間，冷卻后的預(yù)浸料經(jīng)過(guò)中間導(dǎo)輥16后將一面的離型紙剝離至離型紙收卷軸14，剩余的一面帶有離型紙的預(yù)浸料收卷在產(chǎn)品收卷軸15上。
[0030]本實(shí)施例1制備的預(yù)浸料6層，在225°C經(jīng)過(guò)熱壓成型制備的熱塑性復(fù)合材料，其層剪強(qiáng)度約為43MPa，彎曲強(qiáng)度約為520 MPa，拉伸強(qiáng)度約為360 MPa，落錘沖擊刺穿能約為42J。
[0031]實(shí)施例2
稱取IOg鈦酸四異丙酯，加IOOOml乙醇與蒸餾水按質(zhì)量比1:1制備的混合溶劑溶解，配制成一定濃度的溶液，向溶液中加入IOg硅烷偶聯(lián)劑KH560，常溫下超聲震蕩lh，得到功能性液體。將20cm寬、0.24mm厚的玄武巖纖維布以10cm/s的速度經(jīng)過(guò)此功能性液體浸潤(rùn)，100°C烘除溶劑，得到表面均勻附著鈦酸四異丙酯以及硅烷偶聯(lián)劑KH560的纖維布。將聚對(duì)苯二甲酸環(huán)丁二醇酯(CBT160)樹(shù)脂在加熱容器中于170°C熔融，通過(guò)氣壓輸送管道輸送至霧化噴淋頭4中。通過(guò)導(dǎo)輥軸17將雙面均勻附著鈦酸四異丙酯以及硅烷偶聯(lián)劑KH560的玄武巖纖維布輸送至裝有熔融樹(shù)脂CBT160的霧化噴淋頭4下方，玄武巖纖維布傳送速度為15cm/s。打開(kāi)噴頭4將樹(shù)脂均勻噴覆在纖維上，噴覆速度為290ml/min。之后在離型紙纏繞輥軸6以及貼合輥7的作用下，將離型紙附在纖維上表面。熱壓輥8的溫度調(diào)節(jié)為220°C，壓力為4MPa，在熱壓輥的作用下熔融樹(shù)脂CBT160均勻滲入纖維之間，并在催化劑鈦酸四異丙酯的作用下發(fā)生原位聚合成為聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。纖維經(jīng)過(guò)向上傳動(dòng)軸18、向上傳動(dòng)軸19將未涂覆樹(shù)脂那一面?zhèn)魉椭辽戏降膰婎^之下接受樹(shù)脂涂覆，涂覆速度與前述相同，之后在離型紙纏繞輥軸10及貼合輥11作用下將離型紙附在纖維另一面，熱壓輥12的溫度調(diào)節(jié)為220°C，壓力為4MPa，在熱壓輥的作用下得到兩面均勻浸潰的預(yù)浸料。經(jīng)過(guò)向上傳動(dòng)軸20將預(yù)浸料輸送至冷卻輥13之間，冷卻后的預(yù)浸料經(jīng)過(guò)中間導(dǎo)輥16后將一面的離型紙剝離至離型紙收卷軸14，剩余的一面帶有離型紙的預(yù)浸料收卷在產(chǎn)品收卷軸15上。
[0032]本實(shí)施例2制備的預(yù)浸料6層，在225°C經(jīng)過(guò)熱壓成型制備的熱塑性復(fù)合材料，其層剪強(qiáng)度約為70MPa，彎曲強(qiáng)度約為660 MPa，拉伸強(qiáng)度約為420 MPa，落錘沖擊刺穿能約為56J。
[0033]實(shí)施例3
稱取8gNaOH，5g 2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI )，加IOOOml乙醇與二氯甲烷按質(zhì)量比1:1制備的混合溶劑溶解，配制成一定濃度的溶液，向溶液中加入Ig改性乙撐雙脂肪酸酰胺，5g硅烷偶聯(lián)劑KH560，常溫下超聲震蕩lh，得到功能性液體。將21cm寬、0.18mm厚的碳纖維布以lOcm/s的速度經(jīng)過(guò)此溶液浸潤(rùn)，90°C烘除溶劑，得到表面均勻附著功能性化合物的纖維布。將己內(nèi)酰胺在加熱容器中于85°C熔融，通過(guò)氣壓輸送管道輸送至霧化噴淋頭4中。通過(guò)導(dǎo)輥軸17將雙面均勻附著功能性化合物的碳纖維布輸送至裝有熔融樹(shù)脂己內(nèi)酰胺的霧化噴淋頭4下方，碳纖維布傳送速度為15cm/s。打開(kāi)噴頭4將己內(nèi)酰胺均勻噴覆在纖維上，噴覆速度為250ml/min。之后在離型紙纏繞輥軸6以及貼合輥7的作用下，將離型紙附在纖維上表面。熱壓輥8的溫度調(diào)節(jié)為130°C，壓力5MPa，在熱壓輥的作用下熔融己內(nèi)酰胺均勻滲入纖維之間，并在催化劑NaOH及助催化劑2，4-甲苯二異氰酸酯的作用下發(fā)生原位聚合成為聚己內(nèi)酰胺(PA6)。纖維經(jīng)過(guò)向上傳動(dòng)軸18、向上傳動(dòng)軸19將未涂覆樹(shù)脂那一面?zhèn)魉椭辽戏降膰婎^之下接受樹(shù)脂涂覆，涂覆速度與前述相同，之后在離型紙纏繞輥軸10及貼合輥11作用下將離型紙附在纖維另一面，熱壓輥12的溫度也調(diào)節(jié)為130°C，壓力5MPa，在熱壓輥的作用下得到兩面均勻浸潰的預(yù)浸料。經(jīng)過(guò)向上傳動(dòng)軸20將預(yù)浸料輸送至冷卻輥13之間，冷卻后的預(yù)浸料經(jīng)過(guò)中間導(dǎo)輥16后將一面的離型紙剝離至離型紙收卷軸14，剩余的一面帶有離型紙的預(yù)浸料收卷在產(chǎn)品收卷軸15上。
[0034]本實(shí)施例3制備的預(yù)浸料6層，在225°C經(jīng)過(guò)熱壓成型制備的熱塑性復(fù)合材料，其層剪強(qiáng)度約為45MPa，彎曲強(qiáng)度約為540 MPa，拉伸強(qiáng)度約為375 MPa，落錘沖擊刺穿能約為48J。
[0035]實(shí)施例4
向IOOOml異丙醇與乙酸乙酯按質(zhì)量比1:1制備的混合溶劑中加入Ig鈦酸四異丙酯，2g鋁酸酯，5g硅烷偶聯(lián)劑KH560，常溫下超聲震蕩lh，得到功能性液體。將21cm寬、0.18mm厚的玄武巖纖維布以lOcm/s的速度經(jīng)過(guò)此溶液浸潤(rùn)，85°C烘除溶劑，得到表面均勻附著功能性化合物的玄武巖纖維布。將聚丙烯(PP)樹(shù)脂在加熱容器中于180°C熔融，通過(guò)氣壓輸送管道輸送至霧化噴淋頭4中。通過(guò)導(dǎo)輥軸17將雙面均勻附著功能性化合物的玄武巖纖維布輸送至裝有熔融樹(shù)脂PP的霧化噴淋頭4下方，玄武巖纖維布傳送速度為15cm/s。打開(kāi)噴頭4將PP均勻噴覆在纖維上，噴覆速度為250ml/min。之后在離型紙纏繞輥軸6以及貼合輥7的作用下，將離型紙附在纖維上表面。熱壓輥8的溫度調(diào)節(jié)為200°C，壓力5MPa，在熱壓輥的作用下熔融PP均勻滲入纖維之間。纖維經(jīng)過(guò)向上傳動(dòng)軸18、向上傳動(dòng)軸19將未涂覆樹(shù)脂那一面?zhèn)魉椭辽戏降膰婎^之下接受樹(shù)脂涂覆，涂覆速度與前述相同，之后在離型紙纏繞輥軸10及貼合輥11作用下將離型紙附在纖維另一面，熱壓輥12的溫度也調(diào)節(jié)為200°C，壓力5MPa，在熱壓輥的作用下得到兩面均勻浸潰的預(yù)浸料。經(jīng)過(guò)向上傳動(dòng)軸20將預(yù)浸料輸送至冷卻輥13之間，冷卻后的預(yù)浸料經(jīng)過(guò)中間導(dǎo)輥16后將一面的離型紙剝離至離型紙收卷軸14,剩余的一面帶有離型紙的預(yù)浸料收卷在產(chǎn)品收卷軸15上。
[0036]本實(shí)施例4制備的預(yù)浸料6層，在225°C經(jīng)過(guò)熱壓成型制備的熱塑性復(fù)合材料，其層剪強(qiáng)度約為62MPa，彎曲強(qiáng)度約為560 MPa，拉伸強(qiáng)度約為210 MPa，落錘沖擊刺穿能約為29J。
[0037]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備方法，其特征在于，所述方法包括: 步驟1、纖維表面處理:配制一定濃度的功能化合物溶液，然后將纖維或纖維布經(jīng)過(guò)所述功能化合物溶液浸潤(rùn)，烘除溶劑，得到雙面均勻附著功能化合物的纖維或纖維布； 步驟2、樹(shù)脂單體或低聚體噴涂:將樹(shù)脂原料進(jìn)行熔融制得粘度適中的熔體，然后通過(guò)霧化噴涂組件將所述熔體對(duì)經(jīng)過(guò)步驟I處理的纖維或纖維布進(jìn)行噴涂； 步驟3、樹(shù)脂原位聚合、浸潰:在適當(dāng)?shù)臏囟认?，?duì)經(jīng)過(guò)步驟2處理的纖維或纖維布采用熱壓技術(shù)處理引發(fā)所述纖維或纖維布上樹(shù)脂的原位聚合；并同時(shí)利用聚合物熔體強(qiáng)迫浸潰所述纖維或纖維布； 步驟4、定型、收卷:對(duì)經(jīng)過(guò)步驟3處理的纖維或纖維布進(jìn)行定型和收卷處理。
2.—種熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備裝置，其特征在于，所述裝置包括纖維表面處理系統(tǒng)，樹(shù)脂高溫涂敷系統(tǒng)，樹(shù)脂反應(yīng)浸潰系統(tǒng)，定型與收卷系統(tǒng)，其中， 所述纖維表面處理系統(tǒng)用于對(duì)纖維或纖維布進(jìn)行功能液體浸潤(rùn)以及對(duì)浸潤(rùn)后的纖維或纖維布進(jìn)行溶劑烘干，其中，所述烘干時(shí)的溫度為:80~150°C，處理速度為:0.5m/min~10m/min，且處理速度可調(diào)節(jié)； 所述樹(shù)脂高溫涂敷系統(tǒng)包括物料熔融池、氣壓輸送管道、霧化噴頭和保溫加熱附件；其中，所述物料熔融池為密閉的物料池，溫度在120~250°C范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，并具有實(shí)現(xiàn)空氣、真空以及惰性氣體氣氛的氣氛條件；所述霧化噴頭位于纖維或纖維布上方，帶有氣動(dòng)霧化裝置，所述氣動(dòng)霧化裝置與采用氣動(dòng)方式輸送物料的氣壓輸送管道相連，霧化噴頭的底部開(kāi)有孔徑可調(diào)的大量微孔，對(duì)樹(shù)脂涂覆速率進(jìn)行控制，速率在O~250 cm3/min之間；所述樹(shù)脂反應(yīng)浸潰系統(tǒng)包括加熱加壓組件和離型紙復(fù)合組件，其中，所述加熱加壓組件由熱壓輥組成，其溫度在150~250°C內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，壓力在O~IOMPa范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸料制備裝置，其特征在于，樹(shù)脂高溫涂敷系統(tǒng)具有兩個(gè)霧化噴頭，分別對(duì)纖維或纖維布的上表面和下表面進(jìn)行樹(shù)脂涂覆，保證浸潰的充分性與均勻性。
【文檔編號(hào)】B29C70/54GK104015379SQ201410227182
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】岳利培, 晏義伍, 曹海琳 申請(qǐng)人:深圳航天科技創(chuàng)新研究院