[實用新型]連續纖維增強熱塑性復合材料的制備裝置

有效

• 申請號: 201220669612.6
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN203004331U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 資玉明;朱正華;黃仁軍;劉春林;王海利
• 申請（專利權）人: 蘇州榮昌復合材料有限公司
• 主分類號: B29C70/40
• 分類號: B29C70/40;B29C70/54
• 代理公司: 泰州地益專利事務所 32108
• 代理人: 王楚云

技術領域

本實用新型涉及材料領域，具體涉及一種連續纖維增強熱塑性復合材料的制備裝置。

背景技術

連續纖維增強熱塑性樹脂是一種增強纖維單向排布且其長度與樹脂粒料長度相等的增強熱塑性復合材料。連續纖維增強熱塑性樹脂與常規的短切纖維增強熱塑性復合材料相比，具有更加優異的機械性能、耐疲勞性、抗撓曲性等。目前，連續纖維增強熱塑性樹脂制備方法主要為溶液浸漬、熔融浸漬、粉末浸漬、懸浮浸漬及混編制備等五種，其中熔融浸漬由于便于連續化生產、適應能力強等特點，從而受到青睞。

基于連續纖維增強熱塑性復合材料的制造工藝來說，纖維絲束的分散性與可浸潤性，以及纖維與樹脂基體間的界面結合性最為關鍵。已經有一些公開的連續長纖維增強熱塑性復合材料的浸漬設備和浸漬方法，這些現有技術成型方法都有其各自的不足：

美國專利US3908042中使用旋轉浸漬輥經過熔融態樹脂池將其粘附在表面，再與纖維接觸，存在熔融樹脂池易氧化和樹脂含量不易控制等問題。

在公開號為CN1131427A的中國實用新型專利中，提到把熱塑性樹脂和粗砂型長纖維束喂入直角機頭中的樹脂池，令長纖維束喂入方向與熔融樹脂的方向交叉，然后讓長纖維束蜿蜒通過多個彼此平行且能延長纖維束通過路徑的彼此相隔規則距離布置的金屬棒。當長纖維束與金屬棒相接觸時纖維伸展開，同時伸展開的纖維被浸漬上熔融樹脂。此成型方法的缺陷在于：金屬棒不能旋轉，因此當金屬棒與纖維緊密接觸時會造成纖維的折斷而使生產中斷，正是因為金屬棒不能旋轉，連續纖維得不到理想的浸漬效果。

公開號為CN101856872A的中國實用新型專利中，使用交錯可開合雙擠出機模頭組對連續纖維進行預浸漬，然后再導入浸漬壓延輥中，其缺陷為樹脂易被氧化。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種連續纖維浸漬均勻、連續纖維浸漬效果好、連續纖維折損少、連續纖維含量可控的連續纖維增強熱塑性復合材料的制備裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種連續纖維增強熱塑性復合材料的制備裝置，包括紗架、分紗架、牽引模塊、預熱模塊、浸漬模塊、冷卻牽引模塊和切粒機，所述紗架上設有多個用于放置連續纖維紗管的支承輥，所述分紗架上設有多個呈等距平行布置的支架，所述浸漬模塊上設有用于輸送熱塑性樹脂的熱塑性樹脂輸送裝置，所述連續纖維紗管上的連續纖維依次經過分紗架被牽引模塊牽引送入預熱模塊被預熱，經過所述預熱模塊預熱后的連續纖維送入浸漬模塊并通過熱塑性樹脂輸送裝置輸出的熱塑性樹脂浸漬，最終通過冷卻牽引模塊牽引出進行冷卻并送入切粒機切粒后輸出。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述預熱模塊包括具有加熱功能的預熱箱體和設于預熱箱體內的多個預熱張力輥，所述預熱箱體的一端設有預熱入口，所述預熱箱體的另一端設有預熱出口，來自所述牽引模塊的連續纖維穿過預熱入口進入預熱箱體內，并依次通過各個預熱張力輥從所述預熱出口輸出；所述預熱箱體的頂部設有用于對連續纖維進行霧化噴淋表面處理的霧化噴淋頭。

所述浸漬模塊包括具有加熱功能的浸漬箱體和設于浸漬箱體內的多個具有加熱功能的浸漬輥，所述熱塑性樹脂輸送裝置設于浸漬箱體的頂部，所述熱塑性樹脂輸送裝置包括用于輸送熱塑性樹脂的擠出機和用于將熱塑性樹脂輸出到浸漬箱體內連續纖維上的熔體泵，所述浸漬箱體的頂部設有與熔體泵的出口相連通的導槽，所述浸漬箱體的一端設有進纖口，所述浸漬箱體的另一端設有出纖口，所述浸漬箱體內位于進纖口的內側設有第一張力牽引輥，所述浸漬箱體內位于出纖口的內側設有第二張力牽引輥，通過進纖口進入浸漬箱體的連續纖維依次經過第一張力牽引輥、多個浸漬輥、第二張力牽引輥后從出纖口輸出，其中多個浸漬輥中至少一個為可手動上下調節的浸漬輥，可手動上下調節的浸漬輥設于導槽的正下方；所述出纖口包括沿著豎直方向相對布置的兩個氣輔傳動的調節板。

多個支架沿著水平面呈V字形布置，且V字形的尖端朝向所述牽引模塊的一側布置；所述牽引模塊包含一對線速度相同且相鄰布置的運動輥筒，且兩個運動輥筒的運動方向相反；所述預熱模塊、浸漬模塊之間設有用于將預熱模塊輸出的至少兩路連續纖維合并為一路連續纖維的并紗模塊。

本實用新型連續纖維增強熱塑性復合材料的制備方法具有下述優點：本實用新型將輸入的多路連續纖維依次進行分紗、預熱、浸漬熱塑性樹脂、冷卻以及切粒，最終得到連續纖維增強熱塑性復合材料，通過分紗能夠減少連續連續的折損，提高產品的物理性能，通過預熱和浸漬熱塑性樹脂能夠提高連續纖維的浸漬效果，具有連續纖維浸漬均勻、連續纖維浸漬效果好、連續纖維折損少、連續纖維含量可控的優點。