[發明專利]高強超厚型連續纖維熱塑性浸漬材料設備及制備方法

在審

• 申請號: 201610208375.6
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105620007A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 朱華平;沈國兵;沃曉劍
• 申請（專利權）人: 江蘇奇一科技有限公司
• 主分類號: B32B37/10
• 分類號: B32B37/10;B32B37/06;B32B37/08;B32B38/00;B32B38/08;B32B43/00
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技術領域

本發明涉及熱塑型連續纖維浸漬材料領域，具體涉及一種高強超厚型連續纖維增強熱塑性復合材料的設備及制備方法。

背景技術

連續纖維增強熱塑性復合材料比傳統短、長纖維材料具有優異的物理機械性能和更多的加工成型方式。同時較熱固性材料更為環保，廣泛應用于軍民運輸、航空、石油化工、體育器具、建筑材料等領域。實現了以塑代鋼，使得產品實現了輕型高強化，減少原材料生產時消耗的能源，而且可以減少熱固性復合材料不能回收利用對環境造成的壓力。尤其是近幾年，得到了蓬勃的發展，相應的制備技術也取得了巨大的突破。

中國專利CN104669647A公開了一種連續纖維增強熱塑性復合材料的制備工藝和設備，它采用傳統雙擠出流延工藝，采取在線復合的工藝制備增厚帶材。缺點在于上下兩層的含量無法控制，造成預浸帶層間強度不穩定。而且由于設計過程中采用的雙擠出系統，造成設備投入大和空間布置的浪費。因此，上述問題需在高強超厚型連續玻纖增強熱塑性浸漬材料設計和加工過程中加以解決。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提供了增強超厚型連纖維增強型熱塑性浸漬材料的設備及制備方法，是采用放卷、預熱機構與放紗、張緊、烘烤、預涂覆、浸漬、冷卻等機構的并聯使用，在不影響設備生產常規厚度產品的前提下實現了高強超厚型連續纖維熱塑性浸漬材料的生產。

本發明的技術解決方案是：高強超厚型連續纖維熱塑性浸漬材料的設備，依次由放紗機構、烤箱、張緊機構、擠出機構、預涂覆機構、浸漬熱復機構、冷卻定型機構、分切收卷機構串聯而成，其特征在于：預熱機構、上層放卷機構并聯于預涂覆機構和浸漬熱復機構之間，所述的浸漬熱復機構由2~4組圓形輥組成，輥表面溫度為180-350℃，可以根據需要進行調節，使塑料熔體與玻纖充分浸漬。

本發明的進一步改進在于：所述的冷卻定型機構采用保壓式鋼帶冷卻，冷卻定型機構的冷卻溫度上下獨立，使得超厚纖維復合帶冷卻后有較高的平整度。

本發明的進一步改進在于：所述的預熱機構采用局部半封閉熱輻射方式對進入浸漬熱復機構的第一層連續纖維結合面進行預熱，其預熱溫度為180-400℃，可滿足不同塑料材質加工。

本發明的進一步改進在于：所述的放紗機構與烤箱之間設有多組阻尼輥,使得放卷后經過一系列阻尼輥，連續纖維從放紗機構的紗架放卷后經過一系列阻尼輥，纖維張力逐步提升，達到纖維展開和損傷之間的平衡，增強復合材料中纖維骨架的力學性能。

本發明的進一步改進在于：所述的放卷機構上的上層可以設置恒張力，使兩層連續纖維壓合后，上層材料中纖維始終處于張緊狀態。

本發明的進一步改進在于：所述的分切收卷機構有若干個獨立的分切單元。

一種制備連續纖維熱塑性浸漬材料的方法，包括以下步驟：

1）、將0.1~0.6mm厚度的連續纖維經放紗機構、阻尼輥、烤箱、張緊機構后均勻展開，進入擠出機構擠出塑料，經預涂覆機構進入浸漬熱復機構的第一組圓形輥被壓緊；

2）、由上層放卷機構將0.1~0.6mm纖維復合帶經預熱機構預熱后，導入浸漬熱復機構的第二組圓形輥并與步驟1）的連續纖維復合熱壓再由第三組圓形輥的熱壓成為一體，經冷卻定型機構冷卻、由牽引機進入分切收卷機構分切得到0.5~1.2mm厚的纖維復合帶。

本發明的有益效果：實現了同含量、寬度，不同厚度的連續纖維熱塑性浸漬材料的隨意搭配。可生產0.6~1.2mm厚度纖維復合帶，解決了在保證纖維復合帶物理性能的前提下，實現帶材超厚化。不僅提高了帶材生產時設備的利用率，也減少了下游生產中帶材使用層數，簡化了生產工序，提高了生產效率。

附圖說明

圖1是本發明的工藝示意圖。

圖中：1-放紗機構、2-阻尼輥、3-烤箱、4-張緊機構、5-擠出機構、6-預涂覆機構、7-預熱機構、8-上層放卷機構、9-浸漬熱復機構、10-冷卻機構、11-牽引機、12-分切收卷機構。

具體實施方式

實施例1：