[實用新型]制備連續纖維增強型復合材料的浸漬模頭

無效

• 申請號: 200920234596.6
• 申請日: 2009-08-14
• 公開（公告）號: CN201471619U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 趙利民;任云暉
• 申請（專利權）人: 揚州工業職業技術學院
• 主分類號: B29B15/14
• 分類號: B29B15/14
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本實用新型涉及復合材料，特別是連續纖維增強的復合材料的生產技術領域。

背景技術

目前用熔融浸漬法生產連續纖維增強熱塑性復合材料預浸料的制造裝置多處于研究試驗階段，還沒有公認的定型通用設備，見諸報道的制備裝置主要有兩類。

第一類是包覆模頭，這類模頭制得的預浸料是類似電纜的結構，即所謂“皮芯結構”。在這類預浸料中，增強纖維束像電纜的銅芯一樣位于預浸料中間，即所謂的“芯”，一周包裹的是熱塑性塑料，像電纜的塑料皮，即所謂的“皮”。這種包覆式模頭生產的預浸料增強纖維與基體塑料之間沒有能夠充份融合，這種預浸料的強度等各項力學性能指標比較低，不能充分發揮增強纖維的增強作用。

第二類是浸漬槽，可以實現增強纖維在基體塑料內的均勻分散與結合。浸漬槽按浸漬元件不同大體可分為“搓板式結構”和“輥式結構”兩種。

搓板式結構浸漬槽的主要部件是以一定間隙對扣的兩塊“搓板”，上搓板的“槽”對下搓板的“峰”。工作時增強纖維從兩塊“搓板”之間的間隙通過，基體塑料也從這個間隙中通過。在牽引設備的拖拽作用下，增強纖維束具有一定張力，在經過搓板的上下凸峰時與之發生擠壓作用，從而與基體樹脂混合，達到浸漬效果。

在這種結構中，增強纖維束與搓板的凸峰之間是滑動摩擦，阻力大，對纖維束的損傷嚴重，容易造成纖維束斷裂，所以為了保證生產穩定，防止纖維束斷裂，纖維束的張力不能太大，浸漬速度一般不超過3米/秒，生產率低。第二，由于搓板的自身結構以及搓板與搓板間的相互位置是固定的，無法調節，所以浸漬效果也無法調節，在更換增強纖維或(和)基體塑料的品種、規格時需要重新設計搓板結構，工藝的適應性較差。第三，當增強纖維束在浸漬槽內出現斷裂時，必須打開浸漬槽，把增強纖維束從上下搓板間穿過，才能重新開始生產，過程復雜。

輥式結構浸漬槽的浸漬元件是一系列圓柱形輥子，工作時增強纖維從輥子表面繞過，基體塑料從輥子與槽四壁構成的空間中通過。在牽引裝置拖拽下具有一定張力的增強纖維束在輥子的擠壓作用下與基體樹脂混合，達到浸漬作用。這種浸漬槽由于增強纖維束與浸漬輥之間是滾動摩擦，所以對纖維束的損傷較小。這種結構存在以下缺點：第一，由于結構的限制，浸漬輥直徑大(一般在20毫米以上)，轉動慣量大，纖維束帶動浸漬輥轉動時內部產生的張力很大，容易造成增強纖維束斷裂。所以纖維束的牽引速度也不能高，一般也不超過3米/秒，生產率低。第二，由于軸承結構的限制，浸漬輥的相對位置是固定的，增強纖維束與浸漬輥的包角無法調節，所以浸漬效果也無法調節，工藝適應性較差。第三，當增強纖維束在浸漬槽內出現斷裂時，同樣要打開浸漬槽，把增強纖維束重新繞過所有浸漬輥，才能開始生產，過程復雜。第四，由于內部結構復雜，浸漬槽的體積較大，高分子材料在槽內的平均停留時間長，導致基體塑料在高溫下降解、黃變，影響預浸料的質量。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種結構簡單、體積緊湊、使用可靠、調整方便、工藝范圍寬、生產效率高的制備連續纖維增強型復合材料的浸漬模頭。

本實用新型包括上蓋板、下蓋板，在所述上蓋板和下蓋板之間分別開設連續纖維進料通道和出料通道，在下蓋板上設置與所述連續纖維進料通道連通的加料通道；在連續纖維進料通道和出料通道之間的上、下蓋板相對的面之間分別設置一組上浸漬輥和一組下浸漬輥，所述下浸漬輥的兩端分別支撐在一對下輥托架上，所述下輥托架固定連接于下蓋板的兩側，所述上浸漬輥的兩端分別支撐在一對上輥托架上，所述上輥托架以與下輥托架之間的間距可調式活動連接在上蓋板上。

本實用新型調整上輥托架與下輥托架之間的間距，以實現上浸漬輥和下浸漬輥之間距離的調整，方便生頭，也方便浸漬作業時連續纖維與浸漬輥包角的調節，從而使本實用新型適用于不同品種連續纖維與基體塑料的復合。本實用新型采用浸漬原理，通過上浸漬輥和下浸漬輥的作用，可使由連續纖維進料通道進入的連續纖維束內部填充由加料通道進入的原料，實現纖維增強復合材料的生產。

本實用新型所述成對的上輥托架相對的面上分別設置凹槽，所述各上浸漬輥的兩端分別可轉動式伸入于所述凹槽內；所述成對的下輥托架相對的面上分別設置凹槽，所述各下浸漬輥的兩端分別可轉動式伸入于所述凹槽內。

上、下浸漬輥的兩端支承不再使用滾動軸承結構，而是利用由加料通道進入的改性原料直接做潤滑劑，直接將上、下浸漬輥支承在上輥托架和下輥托架的凹槽中。利于上、下浸漬輥直徑的減小，可在3-10mm范圍內變化。

本實用新型所述上浸漬輥可以為圓柱形，也可以為腰鼓形或束腰形。腰鼓形或束腰形更利于基體材料均勻地浸漬于原料纖維束之間，可得到力學性能穩定的復合材料。