[發(fā)明專利]一種碳纖包覆玻纖拉擠板材生產工藝及生產設備

在審

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• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114523694A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 任桂芳;徐俊;王志偉;楊威;劉傳瑞;阿卜杜喀哈爾·圖爾蓀;陳生;鐘國棟;劉恩賜
• 申請（專利權）人: 中復碳芯電纜科技有限公司
• 主分類號: B29C70/42
• 分類號: B29C70/42;B29C70/54;B29C69/02;B32B9/00;B32B9/04;B32B17/02;B32B17/12;B32B37/10;B32B38/00;B32B38/08;B29L31/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張祥

本發(fā)明公開了一種碳纖包覆玻纖拉擠板材生產工藝及生產設備，包括集紗板、分紗板、膠槽中雙壓膠桿、多級刮膠板等，工藝包括：(1)根據目標性能，計算出一定制品截面碳纖維紗與玻纖紗所占的體積含量，再推算所需碳纖維紗與玻纖紗的數量；(2)設計碳纖維紗和玻纖紗在集紗板和分紗板排布形式；(3)碳纖維紗和玻纖紗穿過集紗板、分紗板、在膠槽浸漬樹脂膠液后，再經過刮膠桿、多級刮膠板；(4)碳纖維紗和玻纖紗與脫模布一起進入成型模具，經拉擠工藝得到板材；(5)板材再經過后固化箱、冷卻、記米、牽引、切割、收卷。本發(fā)明的該碳纖包覆玻纖結構更容易拉擠成型，更容易配合防雷體系，將雷電傳導到地下，降低了葉片的雷擊損傷風險。

技術領域

本發(fā)明屬于纖維板材技術領域，具體涉及一種碳纖包覆玻纖拉擠板材生產工藝及生產設備。

背景技術

現有的風電葉片大梁主要是由玻璃纖維或碳纖維通過拉擠成型工藝的板材，經過后處理、脫模布撕除、再按照一定順序鋪設而得到。目前玻璃纖維拉擠板材模量做到67GPa以上比較困難，而碳纖維拉擠板的拉壓平均模量雖然可達到145GPa以上，但成本高昂。碳纖維和玻璃纖維的混合拉擠板材能做到兼顧成本和性能，在風電葉片大梁中有著廣闊的應用前景。

中國專利公開號：CN111959058A，公開了一種玻纖包覆碳纖的復合拉擠板材，該板材中碳纖維被絕緣的玻纖層所隔絕，會導致葉片避雷系統建立難，容易被雷電擊穿。而中國專利公開號：CN111959058A，為了使板材更容易與葉片防雷系統配合，解決被雷電擊穿風險，公開了另一種結構的碳玻混平板，其中板材的碳纖區(qū)連通玻纖區(qū)的表面。但該種碳玻混結構比較復雜，在拉擠成型工藝中得到理想規(guī)整的結構比較困難，容易導致板材性能的不均勻性，碳纖維分布的不均勻性，對拉擠板材的直線度等性能產生影響。

發(fā)明內容

鑒于現有技術中碳玻混平板中碳纖維連通復雜結構在拉擠成型工藝上較難形成規(guī)整結構的問題，本發(fā)明提出一種碳纖包覆玻纖拉擠板材生產工藝及生產設備，該碳纖包覆玻纖結構更容易拉擠成型，更容易配合防雷體系，將雷電傳導到地下，降低了葉片的雷擊損傷風險。

實現本發(fā)明目的的技術解決方案為：

一種碳纖包覆玻纖拉擠板材，所述板材包括碳纖維區(qū)域和玻璃纖維區(qū)域，所述碳纖維區(qū)域完全包覆玻璃纖維區(qū)域。

進一步地，碳纖維體積與玻璃纖維體積比為24:45～29:40。

根據上述的碳纖包覆玻纖拉擠板材的應用，將所述碳纖包覆玻纖拉擠板材應用于風電葉片大梁。

一種碳纖包覆玻纖拉擠板材生產設備，包括碳纖與玻纖混合紗架、碳纖維張力調節(jié)裝置、玻璃纖維張力調節(jié)裝置、集紗板、分紗板、膠槽中雙壓膠桿、第一紗梳、擠膠桿、抬紗桿、第二紗梳、多級刮膠板、成型模具、后固化箱、計米裝置、牽引設備、切割裝置、收卷裝置，

在牽引設備作用下，碳纖維和玻璃纖維分別經過碳纖維張力調節(jié)裝置和玻璃纖維張力調節(jié)裝置后被送至集紗板，所述集紗板、分紗板、膠槽中雙壓膠桿、第一紗梳、擠膠桿、抬紗桿、第二紗梳、多級刮膠板、成型模具、后固化箱、計米裝置、牽引設備、切割裝置、收卷裝置依次設置。

進一步地，所述多級刮膠板包括依次設置的第一塊刮膠板、第二塊刮膠板和第三塊刮膠板，所述第一塊刮膠板開設有上下排布的四個條形孔和位于四個條形孔左右兩側的各三個圓孔，四個條形孔中最上面和最下面的條形孔比中間兩個條形孔寬；第二塊刮膠板開設有上下排布的三個條形孔和分布在三個條形孔左右兩側的各三個圓孔，三個條形孔中最上面和最下面的條形孔比中間條形孔寬；第三塊刮膠板開設有上下排布的三個條形孔和分布在三個條形孔左右兩側的各一個矩形孔。

進一步地，所述成型模具入口處設有金屬加熱圓棒，被金屬加熱圓棒除濕后的脫模布進入成型模具。

進一步地，所述成型模具分為三個溫度區(qū)，該三個溫度區(qū)的溫度分別控制在130～200℃，所述固化箱包括三段溫設逐漸降低的后固化箱，溫度控制在130～190℃。