[發(fā)明專利]連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)PPO生產(chǎn)用玻璃纖維束反應(yīng)型熔融浸潤裝備及浸潤方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310694393.6
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103692665A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭建鵬;孟成銘
• 申請（專利權(quán)）人: 上海日之升新技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號: B29C70/42
• 分類號: B29C70/42
• 代理公司: 上海卓陽知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31262
• 代理人: 金重慶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新材料改性加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)PPO生產(chǎn)用玻璃纖維束反應(yīng)型熔融浸潤裝備及浸潤方法。用于連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性PPO的生產(chǎn)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的改性方法生產(chǎn)的玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性PPO的玻璃纖維長度一般小于0.5mm，平均長度是2-3mm，其制品的受力破壞主要是玻璃纖維從基體拔出，玻璃纖維越短越容易從基體樹脂中拔出，制品的強(qiáng)度就越低。上個世紀(jì)末期，國外改性PPO行業(yè)開始涌現(xiàn)出連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性PPO（LFT）。與傳統(tǒng)的玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性PPO相比，LFT的玻璃纖維長度明顯大于傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的增強(qiáng)PPO中玻璃纖維的長度。由于LFT中玻璃纖維的長度較長，更好地發(fā)揮了玻璃纖維的增強(qiáng)能力，從而賦予制品更高的剛性、機(jī)械強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、抗蠕變性，同時由于玻璃纖維的長度較長，在成型的過程中，玻璃纖維不容易發(fā)生取向，所以改善了傳統(tǒng)玻璃纖維增強(qiáng)制品容易翹曲變形的缺陷。與傳統(tǒng)的材料相比，LFT具有明顯高的性能優(yōu)勢和制品的尺寸穩(wěn)定性，所以LFT材料很快成為復(fù)合材料市場中正在突起的一類新產(chǎn)品。

這類材料作為以塑代鋼的最佳解決方案，被大量用于汽車工業(yè)，以減輕汽車的重量，節(jié)能減排。如用于汽車的保險杠、儀表板承重支架，蓄電池承重槽，座椅骨架，發(fā)動機(jī)罩蓋等部件。除了用于汽車領(lǐng)域以外還用于家電、環(huán)保機(jī)械、建筑、工程、航空、航天等眾多領(lǐng)域。

???目前，LFT材料的生產(chǎn)以熔融浸潤法為主。其工藝過程是玻璃纖維在牽引力的作用下穿過充滿熔體的模腔，玻璃纖維束在模腔內(nèi)在內(nèi)部裝置的作用下散開，然后被樹脂浸潤到玻璃纖維束的內(nèi)部，和每個玻璃纖維絲充分接觸。然后經(jīng)過浸潤的玻璃纖維束從浸潤裝備玻璃纖維出口牽出，再經(jīng)冷卻、烘干后切成所需長度的連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性PPO顆粒。然而該材料生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)就在于樹脂能否對玻璃纖維進(jìn)行充分快速的浸潤。關(guān)鍵技術(shù)具體表現(xiàn)為：1）玻璃纖維通過浸潤裝備過程中，磨損程度較小，因為如果磨損程度嚴(yán)重容易堵塞浸潤設(shè)備，導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)定；2）玻璃纖維在經(jīng)過浸潤裝備過程中，要被內(nèi)部的熔融樹脂充分浸潤，甚至樹脂包覆到每根玻璃纖維單絲，因為浸潤效果不好，制品的外觀浮纖嚴(yán)重，同時制品的強(qiáng)度不高；3）玻璃纖維通過浸潤裝置的線速度越快,LFT材料的產(chǎn)量越高，同時單位重量的LFT材料的加工成本越低。只有以上三個關(guān)鍵技術(shù)都能達(dá)到的浸潤裝備才算得上成功的設(shè)備。

???法國阿托公司1989在中國專利CN1021643C公開的相關(guān)專利，其特征為一類似正玄曲線的彎曲浸潤流道。塑化好的PPO進(jìn)入到模腔內(nèi)與玻璃纖維接觸，玻璃纖維束在通過彎曲流道的波峰和波谷時，在張力的作用下散開，然后被熔融樹脂充分浸潤。該專利設(shè)計的優(yōu)點是，樹脂對玻璃纖維的浸潤效果較好，但是存在著非常嚴(yán)重的缺陷，即玻璃纖維絲容易被磨損，尤其是牽引速度越快，玻璃纖維受到的張力越大，越容易磨損，造成生產(chǎn)不穩(wěn)定，甚至造成停產(chǎn)。同時我們也查閱和驗證了國內(nèi)其他公司或高校的授權(quán)專利。都不同程度上存在著一些缺陷，能夠?qū)崿F(xiàn)上述3個關(guān)鍵技術(shù)的幾乎沒有。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)PPO生產(chǎn)用玻璃纖維束反應(yīng)型熔融浸潤裝備。

本發(fā)明的再一的目的是，提供一種使用浸潤裝備浸潤連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性PPO的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)PPO生產(chǎn)用玻璃纖維束反應(yīng)型熔融浸潤裝備，包括浸潤裝備的殼體、反應(yīng)槽、玻璃纖維分散浸潤輥輪、浸潤裝備玻璃纖維入口、浸潤裝備玻璃纖維出口、浸潤裝備樹脂導(dǎo)入通道入口和浸潤裝備樹脂通道，所述的反應(yīng)槽設(shè)有反應(yīng)槽玻璃纖維入口和反應(yīng)槽玻璃纖維出口，反應(yīng)槽玻璃纖維出口與浸潤裝備玻璃纖維入口之間連接玻璃纖維導(dǎo)向柱，玻璃纖維分散浸潤輥輪是帶有螺旋狀凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽底部寬8-10mm，凹槽的深度為2-9mm。

所述的浸潤裝備殼體是經(jīng)過滲碳和氮化處理過的耐磨鋼材。

所述的反應(yīng)槽玻璃纖維入口的橫切面是長軸為3-8mm，短軸為2-6mm的橢圓。

所述的反應(yīng)槽玻璃纖維出口的橫切面是長軸為3-6mm，短軸為2-4mm的橢圓。

所述的浸潤裝備樹脂導(dǎo)入通道入口是一條狹縫，狹縫的間隙為1-4mm。

所述的浸潤裝備玻璃纖維入口的橫切面是長軸為3-6mm，短軸為2-7mm的橢圓。

所述的浸潤裝備玻璃纖維出口的橫切面是長軸為2-8mm，短軸為2-6mm的橢圓。

所述的在浸潤裝備中玻璃纖維分散浸潤輥輪可以設(shè)置兩個、三個或四個。