[發明專利]一種連續纖維增強熱塑性樹脂基復合材料制造工藝

在審

• 申請號: 201710378924.9
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107127984A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 馮軍;廖雄輝;林剛;吳榮嚴;黃秋成
• 申請（專利權）人: 廣州賽奧碳纖維技術有限公司
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于復合材料應用領域，是熱塑性樹脂基復合材料的新制造工藝，是一種連續性、低成本、大批量生產的復合材料新形態及制造工藝的應用。

背景技術

樹脂基纖維復合材料是樹脂基復合材料的主要種類。熱塑性纖維復合材料與熱固性纖維復合材料相比,具有:(1)韌性比較高；(2)成型加工周期比較短；(3)可重復使用；(4)維修方便；(5)有類似于金屬的加工特性；(6)成本低等優點。今年來，熱塑性樹脂基復合材料在航天、航空、汽車、化工、電子/電器等領域均得到應用,發展速度很快。然而，高昂的加工成本是這些優良材料廣泛應用的攔路虎。纖維增強復合材料源于航空航天領域，在航空航天復合材料制件中，原材料(主要指纖維與樹脂)與后續工藝的成本基本是2:8的關系，所以，要降低復合材料的成本，關鍵是解決占比80％的工藝的成本。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有技術存在的缺陷，而提供一種纖維分散均勻、空隙率低、浸潤完全、低成本的連續纖維增強熱塑性樹脂基復合材料的制備方法及設備。

本發明要解決的問題是通過以下的技術方案來實現的：連續纖維增強熱塑性樹脂基復合材料的制備方法，該方法包括以下步驟：將連續纖維從放絲紗架(1)上引出，放絲紗架上有張力調節裝置，再經過展絲加熱裝置(2)后得到預熱的均勻連續纖維帶，之后經過螺桿押出機(3)再導入浸潤模具(4)進行浸潤，將浸潤后的連續纖維帶導入成型壓光機(5)進行壓光，然后經空冷切邊機(6)冷卻定型，切邊后最后由牽引機(7)導入收卷機(8)卷繞成型，即得到連續纖維增強熱塑性樹脂基復合材料；其特征在于，預熱的連續纖維帶導入波浪型的浸潤模具，連續纖維帶與浸潤模具接觸并產生與纖維帶平面相垂直的滲透壓力，使熔融的熱塑性樹脂對連續纖維帶的兩側進行浸潤。

本發明的有益效果：開發了一種全新的一種高性能、低成本、大批量生產的復合材料形態與制造工藝。

附圖說明

圖1是連續纖維增強熱塑性樹脂基復合材料制備工藝；

圖2是浸潤模具；

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步說明，但本發明的實施方式不限于此。

實施例

本發明一種連續纖維增強熱塑性樹脂基復合材料制造工藝。該設備包括放絲紗架(1)、展絲加熱裝置(2)、螺桿押出機(3)、浸潤模具(4)、成型壓光機(5)、空冷切邊機(6)、牽引機(7)、收卷機(8)。放絲紗架(1)主要用來放置紗錠，紗架上設有水平轉動的紗錠軸，用于放置紗錠。為了控制連續纖維從紗錠上展開時的穩定性和張緊力的均勻性，每個工位上都裝有一個擺桿，內裝阻尼裝置，調整阻尼裝置就可以保證纖維的穩定性和張緊力的均勻性。為了實現平行排列的連續纖維帶的完全浸潤，必須保證纖維帶在與熔融樹脂接觸時的溫度處于樹脂的熔融溫度和表面處理劑破壞溫度之間，從而保證纖維在與熔融樹脂接觸時不會造成樹脂基體在纖維的表面結晶而結膜影響纖維的浸潤。經預熱裝置預熱到一定溫度的平行排列的連續纖維帶經展開裝置的調整，達到平行和得到預定寬幅的目的。經展絲加熱裝置(2)調整后的平行排列的連續纖維帶導入螺桿押出機(3)的片材押出模具下面，熔融的高溫樹脂附著在連續纖維帶上，接著連續纖維帶進入浸潤模具(4)，連續纖維帶的雙側分別與上下模頭接觸，產生一定的滲透壓力，熔融的高溫樹脂對連續纖維帶的另一側進行浸潤。熔融樹脂的供料方式采用螺桿擠出機。經過浸潤模頭的連續纖維帶進入成型壓光機(5)，為保證經過基體樹脂完全浸潤的連續纖維帶保持平整和光潔的表面，輥表面光滑潔凈，輥為連續纖維帶提供足夠張力，輥均保持一定的溫度，以保證連續預浸料緩慢冷卻，而且通過調節輥的間距來控制最終預浸料的厚度。之后預浸料進過空冷切邊機(6)，同時空冷架上有刀片對預浸料進行裁邊，修正預浸料的寬幅，對切下的邊角料能過其它途徑進行回收再利用。最后通過牽引機(7)到收卷機(8)卷繞成筒狀，便于包裝、運輸及貯藏。