[發明專利]一種連續性熱塑樹脂基體纖維預浸料的制備生產線及制備方法

在審

• 申請號: 201810051560.8
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108099052A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 周易
• 申請（專利權）人: 漢碩高新材料（天津）有限公司
• 主分類號: B29B15/14
• 分類號: B29B15/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種連續性熱塑樹脂基體纖維預浸料的制備生產線，按照纖維紗的走向，所述制備生產線由碳纖維絲束擴展設備、碳纖維絲束紗筒架、導向輥、第一牽引裝置、熱浸裝置、壓延機構、噴涂機構、輥壓機構、導出輥、冷卻箱、第二牽引裝置、預浸料厚度檢測機構、收卷輥依次銜接構成；熱浸裝置包括熱浸槽，熱浸槽內部設有若干整理輥；壓延機構包括一對第一熱軋輥；輥壓機構包括一對第二熱軋輥；一對所述第二熱軋輥之間的距離大于一對所述第一熱軋輥之間的距離，且一對所述第二熱軋輥的表面溫度低于一對所述第一熱軋輥表面的溫度。本發明能夠克服預浸料中樹脂分布不均、樹脂含量不好控制且含量低、強度低、制得的預浸料寬幅較小等問題。

技術領域

本發明屬于復合材料預浸料技術領域，尤其涉及一種連續性熱塑樹脂基體纖維預浸料的制備生產線及制備方法。

背景技術

熱塑性樹脂基復合材料是以熱塑性樹脂為基體，以纖維及其織物為增強材料，通過適當的方法復合成的一種新材料。與熱固性樹脂基復合材料相比，熱塑性樹脂基復合材料具有優異的抗沖擊韌性、耐疲勞損傷性能、成型周期短、生產效率高、可長期貯存、可進行修補和回收再利用等一系列優點。因而在航空航天、醫療、電子、機械等領域得到了越來越廣泛的發展和應用。特別是隨著剛性、耐熱性及耐介質性好的新型芳香族熱塑性樹脂基體復合材料的出現，使得熱塑性復合材料克服了以往彈性模量低、抗溶劑性差、纖維與樹脂結合強度低等缺點，可用于性能要求較高的結構材料。

目前，連續纖維增強熱塑性樹脂的預浸料的生產工藝主要有以下幾種:溶液浸漬法、熔融浸漬法、粉末工藝法等。這些工藝方法都一些局限性，例如溶液浸漬法，需要選擇一種合適的溶劑，或者是幾種溶劑配成的混合溶劑，將熱塑性樹脂完全溶解，制得低粘度的溶液，并以此浸漬纖維，然后將溶劑揮發制得預浸料，該工藝不僅浪費材料，造成環境污染，而且只能通過喂紗架的形式輸送單向平行的纖維絲束，僅能制備單向熱塑性預浸料。熔融浸漬法雖然可省去喂紗架部件，但該工藝要求和纖維復合的熱塑性樹脂先制備成膠膜，將樹脂壓入具有一定張力的纖維中形成預浸料，但其多適于樹脂粘度相對較低或預浸料相對較薄時浸膠，當樹脂粘度較高或浸漬的纖維較厚時，樹脂壓入纖維就很困難,現在使用得比較多的單面浸膠法就存在以上問題，并且，這樣就要增設制膜的膠膜機，并且需要熱塑性樹脂滿足在成膜溫度下形成穩定膠膜的限制，從而約束了熱塑性樹脂種類的選擇。粉末工藝法是將粉狀樹脂以各種不同方式施加到纖維上，這種工藝生產速度快，效率高，工藝控制方便，目前粉末工藝法主要的形式有懸浮液浸漬法、流態化床浸漬工藝、靜電流態化床工藝、熱塑性纖維預浸束工藝，要么需要引入溶劑(懸浮液浸漬法)，要么需要增設設備(流態化床浸漬工藝需要流態化床、靜電流態化床工藝需要靜電流化室)，這樣就會造成設備結構復雜，價格昂貴；如專利號為CN105583961A的“一種撒粉工藝制備碳纖維增強熱塑性預浸料的方法”，該方法通過撒粉裝置將熱塑性樹脂粉末均勻撒在單向碳布上，然后通過烘箱加熱熔融，冷卻壓平后收卷成型，能夠連續生產碳纖維增強熱塑性預浸料，具有工藝流程短等特點，但是僅僅對單向碳布的單面撒樹脂粉末進行加工制備碳纖維增強熱塑性預浸料，導致碳纖維增強熱塑性預浸料中上下兩面的樹脂分布不均，產品強度低；專利號為CN201410557345.7的“一種采用雙面撒粉工藝制備熱塑性預浸料的方法”，該方法先通過第一撒粉裝置將熱塑性樹脂粉末均勻撒在單向織物的第一面，通過第一烘箱加熱熔融，出烘箱后冷卻壓平，然后織物通過導輥翻面，通過第二撒粉裝置在織物的第二面撒粉，同樣通過第二烘箱加熱熔融，再經壓輥冷卻壓平后收卷成型，能夠連續生產熱塑性預浸料，能夠在織物的兩面都均勻撒上熱塑性樹脂，但是在第二次撒粉時需要將單向織物通過導輥翻面，翻面效果直接影響二次撒粉，增加了加工設備和操作難度。

因此，基于這些問題，提供一種能夠克服預浸料中樹脂分布不均、樹脂含量不好控制且含量低、強度低、制得的預浸料寬幅較小等問題的連續性熱塑樹脂基體纖維預浸料的制備生產線及制備方法，具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種能夠克服預浸料中樹脂分布不均、樹脂含量不好控制且含量低、強度低、制得的預浸料寬幅較小等問題的連續性熱塑樹脂基體纖維預浸料的制備生產線及制備方法。