[實用新型]一種用于制備纖維增強MC尼龍的設備

有效

• 申請號: 201520366148.7
• 申請日: 2015-06-01
• 公開（公告）號: CN204712478U
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 陶友瑞;張建平;韓旭
• 申請（專利權）人: 陶友瑞;張建平;韓旭
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本實用新型涉及一種用于制備纖維增強MC尼龍的設備，屬于復合材料領域。

背景技術

增強尼龍的纖維主要以玻璃纖維和碳纖維為主。增強纖維的按長度可以分為纖維粉末、纖維短切絲、長纖維三類。纖維增強尼龍的成型方式大致分為兩種:澆鑄成型、雙螺桿擠出機成型。傳統的澆鑄成型的優點是：不破壞纖維的長度，工藝簡單，可以成型形狀復雜的零部件，但是對于材料內部的氣孔、纖維的均勻分布、干纖維區域很難控制，材料的纖維含量也很難提高。雙螺桿擠出機成型可以較好的解決纖維分布均勻的情況，同時材料內部的氣孔，和干纖維區域得到很好的改善，但是雙螺桿擠出機成型在螺桿的運動中很多的纖維斷裂，變短，使得在使用長纖維增強的效果大大削弱。同時雙螺桿擠出機成型的工藝復雜，也不適合成型較復雜形狀的零件。

崔周平等《玻璃纖維增強MC尼龍復合材料的力學性能》(塑料工業,1998年,第26卷,第5期)中考察了玻璃纖維增強MC尼龍(GFRMCM)中玻璃纖維的表面處理及加入量對力學性能的影響。并用SEM對FGRMCN材料界面及其對力學性能的影響進行了研究。結果表明：使用KH550作偶聯劑對GFRMCN復合材料是很有效的。當玻纖加入40%時，拉伸強度比基體提高32.2%，伸彈性模量提高152%，彎曲強度提高74.3%，彎曲彈性模量提高了117%，而缺口沖擊韌性提高了162%。根據材料的制備工藝特點，玻纖的加入量以30%~40%為宜，既保證有良好的綜合力學性能，又具有很好的工藝操作性。

劉正軍等的《長玻璃纖維增強尼龍6的力學性能研究》(工程塑料應用,2005年,第33卷,第5期)中采用一種新的熔融浸漬工藝制備了長玻纖增強尼龍6復合材料，研究了玻纖含量、玻纖長度分布對復合材料力學性能的影響。結果表明，在玻纖質量分數為50%時復合材料的拉伸強度為234?MPa,彎曲強度為349?MPa,彎曲彈性模量為11.4?GPa,缺口沖擊強度為313?J?/m，綜合力學性能明顯優于短玻纖增強尼龍6復合材料。

利用玻璃纖維通過傳統澆鑄的工藝，很難做到纖維的均勻分布，隨著纖維含量的不斷提高，材料內部的氣孔與干纖維區域嚴重影響試樣的質量。利用玻璃纖維通過雙螺桿擠出機成型，纖維的長度無法保證，而且無法成型復雜零件。要使得增強效果明顯，就必須提高玻璃纖維的長度，同時保持較高的玻璃纖維含量。

實用新型內容

本實用新型解決的技術問題是，在使用長纖維的情況下，保證待聚單體與纖維的浸漬效果完全，保持材料具有較高的纖維含量，同時消除材料內部氣孔、干纖維區域，增強了尼龍的機械性能。

本實用新型的技術方案是，提供一種用于制備纖維增強MC尼龍的設備，包括澆鑄裝置、浸漬裝置和真空裝置，所述浸漬裝置包括浸漬模具和設在浸漬模具內且與壓桿連接的活塞以及澆鑄通道，澆鑄通道的一端為與所述澆鑄裝置連接的注入口，另一端為流出口，所述流出口設在浸漬模具的內腔下端，浸漬模具的內側壁設泄氣槽，在浸漬模具的上端設與所述真空裝置連接的抽氣口。

進一步地，所述浸漬模具為圓柱形。

進一步地，所述澆鑄通道設在浸漬模具的側壁內。

進一步地，所述浸漬模具的側壁內設與溫度反饋控制系統連接的熱電偶。

本實用新型通過真空高壓鑄造的方法制備長玻璃纖維增強MC尼龍。優先采用長玻璃纖維，纖維長徑比大，增強效果顯著。在纖維的底部澆鑄，使得液體從纖維的底部開始浸漬，浸漬的同時，采取對浸漬模具內抽真空排出氣體，增加液體對纖維的浸漬，此時負壓是用來克服氣體在密實的纖維中流動的阻力，因此真空度壓力要根據纖維的厚度、鑄件形狀及密實程度而定，浸漬模具腔內的真空壓力值在300mmHg以上，可以較容易排出纖維中的殘留氣體；真空壓力低于300mmHg時，氣體很難克服在密實纖維中流動的阻力而排出，從而使尼龍鑄件中殘留較多氣孔，影響尼龍鑄件的強度。纖維的鋪成采取分散交錯的分布，使得材料的纖維均勻分布，同時材料的力學性能顯示成各向同性。最后加壓成型得到纖維增強MC尼龍鑄件。加壓可以排除鑄件中殘留的氣體，提高鑄件的致密度，使鑄件內纖維浸漬完全，強度得到提高，為使強度提高明顯，加壓的壓力應不低于4MPa。其中，真空壓力是指大氣壓力減去絕對壓力。

本實用新型與現有技術相比具有以下特點：第一，使得液體對纖維浸漬非常完全，材料內部沒有干纖維區域；第二，高壓使得材料在成型收縮過程中產生的氣孔受到壓縮，消除了氣孔對材料力學性能的影響。第三提高了材料的纖維含量，使得材料擁有很高的強度與力學性能。