[發(fā)明專利]一種制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的拉擠成型裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211702645.0
• 申請(qǐng)日: 2022-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN115972628A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙軍;程棟梁;文振廣;沈沉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): B29C70/52
• 分類號(hào): B29C70/52
• 代理公司: 北京信諾創(chuàng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11728
• 代理人: 陳悅軍;熊保

本發(fā)明公開了一種制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的拉擠成型裝置及方法，該拉擠成型裝置包括：第一流道，其內(nèi)部用于置入芯層纖維并接收第一樹脂以浸潤所述芯層纖維，獲得第一預(yù)浸潤體；位于所述第一流道外圍的第二流道，其內(nèi)部用于置入表層纖維并接收第二樹脂以浸潤所述表層纖維，獲得第二預(yù)浸潤體；位于所述第一流道和第二流道之間的隔離段，用于分隔第一流道和第二流道；成型模具，用于接收所述第一預(yù)浸潤體和第二預(yù)浸潤體并使其固化成型，獲得纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。本發(fā)明能夠用于制備型材表層和芯層采用不同類型樹脂的拉擠復(fù)合材料，以實(shí)現(xiàn)型材對(duì)表層和芯層的不同功能性要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的拉擠成型裝置及方法。

背景技術(shù)

拉擠成型方法是一種廣泛采用的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料生產(chǎn)方法。它連續(xù)不斷地將纖維紗或者纖維織物從紗架中引出，通過開放式的浸膠槽或者密閉的注膠盒進(jìn)行樹脂浸漬，纖維經(jīng)樹脂浸潤后進(jìn)入保持一定截面形狀的模具中加熱固化，然后再由牽引裝置連續(xù)不斷地拉出模具，最后由在線切割機(jī)切割成所需要的長度。

拉擠成型方法非常適合具有一定的截面形狀的連續(xù)材料。同時(shí)，拉擠成型的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有高纖維含量、工藝簡(jiǎn)單高效、連續(xù)生產(chǎn)及質(zhì)量均一等特點(diǎn)，越來越得到廣泛應(yīng)用。

拉擠型材實(shí)際使用過程中，除了要求材料的基本力學(xué)性能外，往往對(duì)于材料的耐久性尤其是表面層的耐紫外老化有更加嚴(yán)苛的要求。然而，傳統(tǒng)的拉擠設(shè)備注膠盒只能采用一種樹脂，導(dǎo)致傳統(tǒng)拉擠工藝難以實(shí)現(xiàn)型材截面芯部與表面采用不同性能的樹脂的需求。這就造成了表面的耐紫外老化要求往往需要通過完成型材制備后，通過表面涂裝工藝實(shí)現(xiàn)，因此導(dǎo)致了復(fù)合材料制備工藝增長、成本顯著增加。

為了解決上述問題，CN109016565A和US20090023870A1相關(guān)專利文件給出了兩種不同的實(shí)現(xiàn)方式，但這兩種方式都存在一定的不足。

其中US20090023870A1給出了一種內(nèi)層先浸潤并擠壓，然后將外層纖維與內(nèi)層的預(yù)浸潤體同時(shí)進(jìn)行第二次浸潤的方法。采用該方法時(shí)，在第二次預(yù)成型過程中，兩層樹脂間會(huì)由于粘度等因素造成具有不同回流阻力，從而導(dǎo)致回流阻力大的部分向回流阻力小的部分發(fā)生流動(dòng)，而這種不可控流動(dòng)會(huì)造成兩個(gè)樹脂相發(fā)生不可控的混合，使得所得產(chǎn)品較難滿足預(yù)期要求。

在US20090023870A1所述技術(shù)的基礎(chǔ)上，CN109016565A給出了一種內(nèi)層先浸潤、固化然后再復(fù)合第二層的方法，固化是內(nèi)層樹脂失去流動(dòng)性缺失可以有效避免兩種樹脂產(chǎn)生混合的問題。但是，這種工藝的可操作性存在較大的問題，主要原因在于內(nèi)層樹脂在浸潤、固化后，剛出模的內(nèi)層材料具有很高的溫度，極易造成表面層樹脂與之接觸后即發(fā)生固化；同時(shí)由于內(nèi)層材料經(jīng)過出模和再次進(jìn)入模具的過程，該工藝極易對(duì)先固化的部分產(chǎn)生機(jī)械損傷。上述問題都會(huì)造成該工藝實(shí)際應(yīng)用的困難。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的拉擠成型裝置及方法，用于制備型材表層和芯層采用不同類型樹脂的拉擠復(fù)合材料，以實(shí)現(xiàn)型材對(duì)表層和芯層的不同功能性要求。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明第一方面提供了一種制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的拉擠成型裝置，包括：

第一流道，其內(nèi)部用于置入芯層纖維并接收第一樹脂以浸潤所述芯層纖維，獲得第一預(yù)浸潤體；

位于所述第一流道外圍的第二流道，其內(nèi)部用于置入表層纖維并接收第二樹脂以浸潤所述表層纖維，獲得第二預(yù)浸潤體；

位于所述第一流道和第二流道之間的隔離段，用于分隔第一流道和第二流道；

成型模具，用于接收所述第一預(yù)浸潤體和第二預(yù)浸潤體并使其固化成型，獲得纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。

在較佳地實(shí)施方式中，沿著拉擠工藝中纖維移動(dòng)的方向，所述第一流道包括不等截面面積的前段以及與前段連接的、等截面面積的后段，所述前段與后段未連接的一端的截面面積大于后段的截面面積。