[發(fā)明專(zhuān)利]一種熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸料單向帶的生產(chǎn)線及生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510018091.6
• 申請(qǐng)日: 2015-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104494170A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高殿斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津海天長(zhǎng)豐科技開(kāi)發(fā)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B29C70/52
• 分類(lèi)號(hào): B29C70/52;B29C70/54
• 代理公司: 天津市鼎和專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 劉英梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱塑性復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸料單向帶的生產(chǎn)線及生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

目前，在航天航空技術(shù)領(lǐng)域使用的復(fù)合材料有傳統(tǒng)的熱固性復(fù)合材料和較先進(jìn)的高性能熱塑性復(fù)合材料。其中熱固性復(fù)合材料以增強(qiáng)纖維為載體，采用的樹(shù)脂基為環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂，熔化溫度80℃，成型固化120℃溫度，所需固化時(shí)間為8小時(shí)，并且成型時(shí)需要較昂貴的熱壓罐設(shè)備。熱固性復(fù)材環(huán)境友好性差并且廢棄物難以回收處理，這些條件制約它在應(yīng)用上的擴(kuò)展。而先進(jìn)的熱塑性復(fù)材與熱固性復(fù)合材料相比，其增強(qiáng)纖維不變，僅是樹(shù)脂發(fā)生改變，但是熱塑性復(fù)合材料與熱固性復(fù)合材料相比，其在強(qiáng)度、韌性、耐腐蝕、耐熱性能、抗蠕變、抗損傷、抗沖擊的多方面的性能均優(yōu)于熱固性復(fù)合材料。

目前，在國(guó)內(nèi)對(duì)熱固性復(fù)合材料的生產(chǎn)及應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，但在熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)上還處于比較落后的階段。目前，對(duì)于熱塑性復(fù)合材料的使用還主要依賴(lài)進(jìn)口，而上世紀(jì)60年代開(kāi)始，高性能連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料已受到歐美日發(fā)達(dá)國(guó)家重視，并取得許多突破性進(jìn)展，目前較普遍的應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域。

盡管?chē)?guó)內(nèi)對(duì)熱固性復(fù)合材料的生產(chǎn)已經(jīng)有比較成熟的技術(shù)，但由于熱固性復(fù)合材料使用的環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂在熔化溫度下流動(dòng)性較好，可滲透于纖維間，而熱塑性復(fù)合材料的樹(shù)脂為高分子粉末狀，例如PEEK(聚醚醚酮)，其在常溫下為白色粉末，在340℃熔化溫度時(shí)，融化為粘稠的膠狀物，流動(dòng)性較差，不能自動(dòng)滲透于纖維之間。因此現(xiàn)有的熱固性復(fù)合材料的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)設(shè)備不適用于熱塑性復(fù)合材料的生產(chǎn)，因此，自主研發(fā)熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸料的生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)方法對(duì)我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸料單向帶的生產(chǎn)線及生產(chǎn)方法，由該生產(chǎn)線及生產(chǎn)方法生產(chǎn)的預(yù)浸料單向帶具有強(qiáng)度高、韌性好、耐腐蝕、耐熱性能高、抗蠕變、抗損傷、抗沖擊的特性。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：

1.一種熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸料單向帶的生產(chǎn)線，其特征在于：按照纖維紗的走向，所述生產(chǎn)線由纖維放卷裝置、前端牽引裝置、水浸裝置、預(yù)熱裝置、薄膜放卷裝置、熱壓裝置、薄膜收卷裝置，后端牽引裝置及單向帶收卷裝置依次銜接構(gòu)成；

所述纖維放卷裝置包括放紗機(jī)架，所述放紗機(jī)架由放紗底架和設(shè)置在紡紗底架上端的放紗立架構(gòu)成；包括支撐在放紗立架上的一組或上下布置的多組紗卷支撐裝置，每組紗卷支撐裝置均包括用于支撐紗卷的紗筒芯軸和安裝在紗筒芯軸端部的制動(dòng)器構(gòu)成；包括支撐在放紗立架上使纖維紗以固定方向輸出給前端牽引裝置的一組或多組導(dǎo)紗裝置，導(dǎo)紗裝置與紗卷支撐裝置一一對(duì)應(yīng)；

所述前端牽引裝置包括前牽引機(jī)架，所述前牽引機(jī)架由前牽引底架和設(shè)置在前牽引底架上端的前牽引立架構(gòu)成；包括前牽引部件，所述前牽引部件由支撐在前牽引立架一側(cè)的前輸入牽引輥和前輸出牽引輥、設(shè)置在前牽引立架另一側(cè)的前牽引電機(jī)及將前牽引電機(jī)的動(dòng)力傳遞給前輸入牽引輥和前輸出牽引輥的前牽引傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，前輸出牽引輥和前輸入牽引輥上下錯(cuò)開(kāi)布置；包括前端張力檢測(cè)部件，前端張力檢測(cè)部件設(shè)置在前輸入牽引輥的前端或設(shè)置在前輸出牽引輥的后端；

所述水浸裝置包括浸槽基座，在浸槽基座上支撐有裝浸液的水浸槽，在浸槽基座上靠近水浸槽兩端的部位分別設(shè)有將纖維紗引入到水浸槽內(nèi)的輸入導(dǎo)輥和將纖維紗引出水浸槽的輸出導(dǎo)輥；包括將纖維紗壓入到水浸槽內(nèi)的槽內(nèi)導(dǎo)紗組件，所述槽內(nèi)導(dǎo)紗組件由槽內(nèi)導(dǎo)紗基架、導(dǎo)紗基架上下調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及伸入到水浸槽內(nèi)的多個(gè)槽內(nèi)導(dǎo)輥構(gòu)成，槽內(nèi)導(dǎo)紗基架由設(shè)置在浸槽基座上端的頂架及設(shè)置在頂架下端、且伸入到水浸槽內(nèi)的多組導(dǎo)紗立架構(gòu)成，多個(gè)槽內(nèi)導(dǎo)輥一一支撐在多組導(dǎo)紗立架上靠近下端部位；包括能使水浸槽內(nèi)的浸液呈滾動(dòng)狀態(tài)的浸液循環(huán)系統(tǒng)；

所述預(yù)熱裝置包括預(yù)熱基座，在預(yù)熱基座的上端支撐有預(yù)熱筒或預(yù)熱箱體，在預(yù)熱筒或預(yù)熱箱體的中心設(shè)有供纖維紗穿過(guò)的通孔；