[發明專利]連續長玻璃纖維增強聚酯生產用熔融浸潤裝置及浸潤方法

有效

• 申請號: 201310698886.7
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103660071A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 郭建鵬;王尹杰
• 申請（專利權）人: 上海日之升新技術發展有限公司
• 主分類號: B29B15/14
• 分類號: B29B15/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明屬于新材料改性加工技術領域，具體涉及連續長玻璃纖維增強聚酯生產用玻璃纖維束反應型熔融浸潤裝備及浸潤方法。用于連續長玻璃纖維增強熱塑性聚酯的生產。

背景技術

傳統的改性方法生產的玻璃纖維增強熱塑性聚酯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，制品的強度就越低。上個世紀末期，國外改性聚酯行業開始涌現出連續長玻璃纖維增強熱塑性聚酯(LFT)。與傳統的玻璃纖維增強熱塑性聚酯相比，LFT的玻璃纖維長度明顯大于傳統方法生產的增強聚酯中玻璃纖維的長度。由于LFT中玻璃纖維的長度較長，更好地發揮了玻璃纖維的增強能力，從而賦予制品更高的剛性、機械強度、抗沖擊強度、抗蠕變性，同時由于玻璃纖維的長度較長，在成型的過程中，玻璃纖維不容易發生取向，所以改善了傳統玻璃纖維增強制品容易翹曲變形的缺陷。與傳統的材料相比，LFT具有明顯高的性能優勢和制品的尺寸穩定性，所以LFT材料很快成為復合材料市場中正在突起的一類新產品。

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，以減輕汽車的重量，節能減排。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，發動機罩蓋等部件。除了用于汽車領域以外還用于家電、環保機械、建筑、工程、航空、航天等眾多領域。

目前，LFT材料的生產以熔融浸潤法為主。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在內部裝置的作用下散開，然后被樹脂浸潤到玻璃纖維束的內部，和每個玻璃纖維絲充分接觸。然后經過浸潤的玻璃纖維束從浸潤裝備玻璃纖維出口牽出，再經冷卻、烘干后切成所需長度的連續長玻璃纖維增強熱塑性聚酯顆粒。然而該材料生產的關鍵技術就在于樹脂能否對玻璃纖維進行充分快速的浸潤。關鍵技術具體表現為：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重容易堵塞浸潤設備，導致生產不穩定；2)玻璃纖維在經過浸潤裝備過程中，要被內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，制品的外觀浮纖嚴重，同時制品的強度不高；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。只有以上三個關鍵技術都能達到的浸潤裝備才算得上成功的設備。

法國阿托公司1989在中國專利CN1021643C公開的相關專利，其特征為一類似正玄曲線的彎曲浸潤流道。塑化好的聚酯進入到模腔內與玻璃纖維接觸，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。該專利設計的優點是，樹脂對玻璃纖維的浸潤效果較好，但是存在著非常嚴重的缺陷，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，造成生產不穩定，甚至造成停產。同時我們也查閱和驗證了國內其他公司或高校的授權專利。都不同程度上存在著一些缺陷，能夠實現上述3個關鍵技術的幾乎沒有。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種具有更低的加工成本，更高的產量，更高的生產穩定性，更高的材料性能的連續長玻璃纖維增強聚酯生產用熔融浸潤裝置及浸潤方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種連續長玻璃纖維增強聚酯生產用熔融浸潤裝置，該裝置為玻璃纖維束反應型熔融浸潤裝備，其特征在于，包括

殼體，

反應槽，其前端設有反應槽玻璃纖維入口，后端設有反應槽玻璃纖維出口，反應槽內裝有相容劑，對玻璃纖維進行預處理，將相容劑接枝到玻璃纖維上，相容劑為市售相容劑；

浸潤槽，包括模腔、樹脂導入通道入口、玻璃纖維入口、玻璃纖維出口、玻璃纖維分散浸潤輥輪，所述的樹脂導入通道入口、玻璃纖維入口、玻璃纖維出口分別連通模腔，所述的玻璃纖維分散浸潤輥輪置于模腔內，模腔內裝有熔融聚酯樹脂。

所述的反應槽與浸潤槽之間設有導向柱，從反應槽玻璃纖維出口引出的預處理后的玻璃纖維經導向柱導向進入浸潤槽的玻璃纖維入口。

所述的浸潤槽中的玻璃纖維分散浸潤輥輪設有至少兩個。

所述的殼體的材料是經過滲碳和氮化處理過的耐磨鋼材。

所述的反應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。

所述的樹脂導入通道入口為一條間隙為1-4mm的狹縫。