[發明專利]一種連續纖維增強熱塑性復合材料的浸漬模具及浸漬方法

在審

• 申請號: 201410048878.2
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103753831A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 阮金剛
• 申請（專利權）人: 臺州市家得寶科技有限公司
• 主分類號: B29C70/50
• 分類號: B29C70/50;B29C70/54
• 代理公司: 臺州市方圓專利事務所 33107
• 代理人: 蔡正保;朱新穎

技術領域

本發明屬于復合材料成型加工技術領域，涉及一種連續纖維帶的浸漬模具及浸漬方法。

背景技術

連續纖維增強熱塑性復合材料是以連續纖維作為增強材料、以熱塑性樹脂作為基體，經過特殊工藝制造的高強度、高剛性、高韌性和新型復合材料。由于連續纖維增強熱塑性復合材料的增強纖維是連續的，其力學性能遠高于長纖維增強熱塑性復合材料，具有重量輕、耐腐蝕、耐水性好等優點，經常應用于汽車、飛機和管道制造等領域。

而與熱固性樹脂復合材料相比，熱塑性樹脂復合材料的突出優點是具有高韌性和高損傷容限，耐沖擊性能好，因此，連續纖維增強熱塑性復合材料纏繞成型制品的耐疲勞性能將大大超過熱固性樹脂的制品，使用壽命顯著提高，同時，熱塑性樹脂復合材料成型周期短、生產效率高，還存在二次加工和回收利用等方面的優勢。因此，近年來，熱塑性樹脂復合材料的研發及應用發展迅速，纏繞成型所用的基體樹脂已經開始從傳統的熱固性樹脂向熱塑性樹脂轉變。但是由于熱塑性聚合物熔體粘度很高，連續纖維增強熱塑性復合材料應用于纏繞成型需要解決浸漬問題。

如中國專利申請（申請號：200910193484.5）公開了一種長纖維增強塑料生產用纖維絲束熔融浸漬模頭及浸漬方法，模頭包括模頭殼體，所述模頭殼體的上游端開有纖維絲束導入通道和熱塑性樹脂熔體導入通道，所述模頭殼體的下游端開有浸漬纖維絲束導出通道，模頭殼體的內腔安裝有接觸導絲輥組和非接觸導絲輥對組，所述接觸導絲輥組包括三個以上的接觸導絲輥、各接觸導絲輥的軸相互平行，且各接觸導絲輥的橫截面呈鋸齒形排列，使與各接觸導絲輥接觸的纖維絲束呈波浪形，所述非接觸導絲輥對組包括3副以上非接觸導絲輥對，所述每副非接觸導絲輥對均包括上導絲輥和下導絲輥，纖維絲束從上導絲輥和下導絲輥之間經過，且不愈上導絲輥和下導絲輥接觸。浸漬方法包括：在充滿熔體的模腔內，纖維絲束在張力牽引下交替繞過接觸導絲輥的圓鼓體，并從非接觸導絲輥對間的縫隙穿過，浸漬了的纖維絲束從導出通道牽出。

又如中國專利申請（申請號：200810233396.9）公開了一種連續纖維增強塑料預浸料的制造方法及其所有的浸漬模具，浸漬模具包括由底加熱板、上加熱板、第一側加熱板、第二側加熱板、導紗板及出口模具構成的長方形外腔體，所述導紗板和出口模具上分別設有導紗口和出料口，在所示外腔體內裝有分紗盒，該分紗盒內沿長度方向排列有相互平行的分紗輥，在靠近所述導紗板的外腔體上設有空心出膠棒，該出膠棒的一頭出身外腔體設置接頭。制造方法包括如下步驟：在浸漬模具內加入熱塑性塑料、稀釋劑及接枝劑，并加熱使其熔化；纖維紗束經導紗裝置進入浸漬模具內，并通過展開裝置使纖維紗束在浸漬模具內展開，纖維紗束充分浸漬后，通過浸漬模具出口端的成型模具成型后出來；從浸漬模具出來的先絲預浸料冷卻固化或進入產品成型系統。

現有的連續纖維增強熱塑性復合材料在浸漬過程中均存在著以下問題：1、浸漬模具是采用導絲輥或分紗輥進行浸漬，界面接觸少，浸漬不完全；2、熱熔樹脂出料不均勻，容易出現纖維浸漬不良及干紗現象；3、浸漬過程中熱熔樹脂受重力影響，容易在纖維帶出現氣泡或雜質，造成纖維帶上的樹脂含量不均勻；4、浸漬后的纖維帶拉伸強度和張力較差。

發明內容

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種連續纖維帶的浸漬模具及浸漬方法，其所要解決的技術問題是：如何使連續纖維增強熱塑性復合材料浸漬完全、均勻，提高浸漬后的纖維帶拉伸強度和張力。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種連續纖維增強熱塑性復合材料的浸漬模具，包括殼體和設置在殼體內的模頭，所述殼體上具有可供連續纖維帶穿入的進料口和穿出的出料口，其特征在于，所述模頭包括上模頭和下模頭，所述上模頭和下模頭均具有呈波浪狀的浸漬面，所述上模頭的浸漬面與下模頭的浸漬面相對應設置且浸漬面的波峰相互錯位，所述上模頭與下模頭能夠相互扣合形成浸漬通道，所述進料口和出料口均與上述浸漬通道相連通。