[發明專利]一種連續纖維浸膠系統

有效

• 申請號: 201310343176.2
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103395138A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 卞志良;楊小兵;李秀平;卞志勇;龍國榮;孟慶華;李勝業
• 申請（專利權）人: 泰山體育產業集團有限公司;山東泰山瑞豹復合材料有限公司
• 主分類號: B29B15/14
• 分類號: B29B15/14
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 許振強

技術領域

本發明涉及一種浸膠系統，特別是一種連續纖維浸膠系統。

背景技術

纖維復合材料由于比強度、比模量高，耐腐蝕性能優異，同時具有良好的耐疲勞性能，因此在航空航天、建筑、體育用品等領域得到了廣泛應用。纖維復合材料是由連續纖維浸潤樹脂后通過熱壓固化而成。在浸潤過程中，需要將樹脂加熱融化，然后將纖維浸潤。由于目前所使用的纖維束，是由多根纖維組成，如12K碳纖維包含有12000根碳纖維，因此為了纖維充分浸潤，需要樹脂具有較低的粘度。由于樹脂的粘度隨著溫度的升高而降低，因此需要將樹脂加熱到較高溫度。但在較高的溫度下，樹脂會在較短的時間內就發生固化反應而凝膠。因此纖維浸膠時所采用的浸膠系統結構對浸膠效果有關鍵影響。此外，還需要將纖維有效展開，提高浸透性，并需要設計有浸膠量控制裝置，保證膠含量符合要求。

目前的浸膠系統，均未設計纖維展開裝置，且多數為單空間結構，樹脂的儲存與纖維浸潤在同一容器內，無浸膠量控制裝置，而是由纖維通過浸膠槽的速度控制浸膠量，如專利CN102430503等。專利CN202399437雖然將浸膠槽用帶孔的鋼片分割為兩部分，一部分儲存膠液，一部分實現纖維浸潤，但實際上由于兩部分的膠液可以相互流動，因此仍然難以保證樹脂在高溫下僅停留較短的時間。專利CN202881103設計了一種可自動補液的玻璃纖維浸膠槽，將儲膠槽與浸膠槽分開，通過180°彎折的管道連通。該種設計雖然將膠液儲存區與浸膠區完全分開，但由于儲膠槽為防止樹脂膠液固化必然溫度較低，膠液的流動性較差，不可能通過180°彎折的管道而流入浸膠槽內。浸膠槽為保證浸膠效果必然溫度較高，與儲膠槽的溫差較大，儲膠槽內的膠液進入浸膠槽后，需要經過較長的時間才能達到溫度平衡，嚴重影響浸膠槽內膠液溫度的穩定性。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶有纖維展開裝置，可控制浸膠量，并且保證樹脂膠液在高溫下僅短時間停留的連續纖維浸膠系統。

本發明的一種連續纖維浸膠系統，是通過以下手段實現的：

一種連續纖維浸膠系統，其特征是：包括儲膠槽、梯度導流管、浸膠槽、回收槽、真空泵和纖維展開浸膠傳動系統，所述儲膠槽下通過梯度導流管與浸膠槽連通，浸膠槽下方設有回收槽，所述纖維展開浸膠傳動系統穿過浸膠槽設在回收槽的上方，回收槽底部通過回流管與儲膠槽連通，儲膠槽通過真空管與真空泵連通；所述儲膠槽、梯度導流管和浸膠槽的槽壁為雙層結構，中間設有多段電阻絲。

所述纖維展開浸膠傳動系統包括由上向下依次排列的導向輥、展開輥、直輥A、壓膠輥對、張力調節輥和直輥B，所述導向輥、展開輥和直輥A設在浸膠槽內部，壓膠輥對設在浸膠槽底部。

所述導向輥輥面上有一凹槽，所述展開輥輥面為凸弧形，所述壓膠輥對為兩個，可以軸向相對轉動，間隙大小可以調整，所述張力調節輥輥面為凹弧形，弧度與展開輥相同，方向相反。

所述真空管出口處設有半透膜，儲膠槽上部通過電控閥門C與大氣連通；連接儲膠槽的真空管、回流管和梯度導流管上分別設有電控閥門A、電控閥門B、電控閥門D，儲膠槽、梯度導流管和浸膠槽上分別設有連接溫控儀的溫度傳感器，所述回收槽底部設有壓力傳感器，所述電控閥門A、電控閥門B、電控閥門C、電控閥門D、溫控儀、壓力傳感器和真空泵分別和電控柜電連接，電控柜接收壓力傳感器信號，并控制真空泵與各電控閥門電源開關。

所述梯度導流管上設有多個溫度傳感器，使梯度導流管沿長度方向可分段控溫。

本發明的益處是：

（1）膠液儲存在儲膠槽中，與浸膠槽通過管路連通，將儲存區與浸膠區分開。儲膠槽溫度較低，有利于大量膠液的儲存；浸膠槽內僅有少量膠液，可減少凝膠，降低膠液粘度，有利于纖維的充分浸潤；

（2）儲膠槽與浸膠槽通過具有溫度梯度的梯度導流管連通。靠近儲膠槽處，導流管溫度接近儲膠槽溫度；而靠近浸膠槽處，導流管溫度接近浸膠槽溫度。當膠液從儲膠槽中流出，在管路中逐漸被加熱，待流到浸膠槽時，已基本與浸膠槽內膠液溫度一致，避免浸膠槽內膠液溫度發生波動，影響膠液粘度；

（3）在浸膠槽內有展開輥。展開輥輥面為凸弧形，當纖維束經過展開輥時，在張力作用下纖維束中的纖維沿輥面向輥兩端分散，使得纖維束充分展開，有利于浸膠；

（4）纖維通過一對壓膠輥中間，通過調節兩壓膠輥的間隙大小可以控制含膠量，多余的膠液會被壓膠輥擠出。此外，通過壓膠輥的擠壓，可以使膠液更加充分滲透進纖維內部從而提高了浸潤程度；