CN102700154B - 纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置 - Google Patents

Abstract

一种纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置，包括浸胶模，其特征是：所述的浸胶模为中空环形壳体，壳体内从外向内依次设有保温层、控温层和浸胶管，壳体外沿开有孔，所述的控温层内的电热元件和浸胶管分别通过开孔和外界连接，所述的壳体内沿中间开口，所述的浸胶管内沿设有多个向圆心突出的浸胶头穿过壳体内沿中间开口伸出壳体之外，所述的浸胶头外部套有浸润层。本发明的纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置，其采用的浸胶模浸胶充分二次浸胶工艺简单操作简便。

Description

纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置

技术领域

本发明涉及一种纤维增强树脂基复合芯棒制备过程中的设备，具体涉及一种纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置。

背景技术

纤维增强树脂基复合芯棒通过拉挤工艺制备，长纤维丝束在牵引机的牵引下，通过浸胶槽浸胶，然后进入设定好温度的成型模具中固化成型。其中浸胶是一个非常重要的过程，这是因为在浸胶过程中纤维浸润到树脂基体胶液中，如果浸胶不充分，固化成型后的复合芯棒基体含量少，内部容易出现气孔、树脂收缩产生的孔洞等缺陷，尺寸不稳定，使芯棒的性能下降，为使用留下极大的安全隐患，如果作为承重结构件，产生的后果将不堪设想。

目前国内的浸胶工艺是将排列好的宽纱带浸入浸胶槽，浸胶之后再通过集束孔形成棒状，然后浸入模具成型。浸胶后的纱带通过集束孔形成棒状时，集束孔会刮掉部分树脂，减少树脂含量。国内提高浸胶量的方法主要有两种，一种是提高浸胶槽温度，降低树脂胶液的粘度，使浸胶充分，但是温度的提高会使树脂胶液的使用期大大缩短，需要更加频繁的更换新的胶液，为生产带来不便，第二种是增加浸胶槽长度，使纤维和树脂胶液的接触距离增加，浸胶时间增加，但这会增加占地面积，而且使浸胶槽内壁面积增加，沾有更多的树脂胶液，浪费树脂胶液。以上两种方法都有弊端，而且都是对宽纱带浸胶阶段的改进，没有解决通过集束孔树脂胶液减少的问题。

如果纤维增强复合芯棒为多层结构，且内外层树脂基体不同，需要采用二次成型或者将外层纤维预先制备成纤维预浸料，工艺复杂，操作繁琐，给生产带来了极大的不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种浸胶充分二次浸胶工艺简单操作简便的纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置，包括浸胶模，其特征是：所述的浸胶模为中空环形壳体，壳体内从外向内依次设有保温层、控温层和浸胶管，壳体外沿开有孔，所述的浸胶管和控温层内的电热元件分别通过开孔和外界连接，所述的壳体内沿中间开口，所述的浸胶管内沿设有多个向环心突出的浸胶头穿出壳体内沿中间开口伸出壳体之外，所述的浸胶头外部套有浸润层。

在上述基础上，本发明还可以做进一步的改进：

所述的中空环形壳体浸胶模分为上下两个半圆形部分，每个部分的壳体大圆外侧带有连接板，采用连接紧固件通过连接板将上下两个部分连接起来。

所述的浸胶管分为上下两根，各有进口通过开孔和外界连接。

所述的浸胶头外侧套有的浸润层为多孔软质材料，使浸胶管内的树脂胶液有效地传递到纤维上。

所述的保温层的保温材料为矿棉、复合硅酸盐、聚乙烯等，所述的壳体控温层的电热元件为电热纸、电热管等，电热元件由壳体外部的控温装置控制。

所述的浸胶管由管体和浸胶头组成，管体直径大于壳体内沿中间开口的宽度，且小于壳体的宽度，管体位于壳体内，浸胶头通过壳体内沿中间开口伸出壳体外。浸胶管内的树脂胶液可以与第一次浸胶树脂胶液相同，也可以不同，如根据需要添加防老剂、防紫外剂等。管体和浸胶头可以是一体式，也可以是分体式。管体和浸胶头的材质可以相同，也可以不同，如金属、高分子等。

有益效果：本发明的纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置，其采用的浸胶模浸胶充分二次浸胶工艺简单操作简便。

附图说明

图1为本发明纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置的浸胶模实施例主视示意图；

图2为图1所示实施例的局部剖视示意图；

图3为实施例浸胶管的主视示意图；

图4为实施例浸胶管的剖视示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置实施例，由支架1，浸胶模2，连接紧固件3，电热元件，浸胶管6和浸润层7组成，浸胶模2为中空环形壳体，中空环形壳体浸胶模分为上下两个半圆形部分，每个部分的壳体大圆外侧带有连接板，采用连接紧固件3如螺栓、螺母，通过连接板将上下两个部分连接起来。

参见图2，浸胶模2内从外向内依次设有保温层4、控温层5和浸胶管6，参见图1，壳体外沿开有孔，浸胶管6以及控温层5内的电热元件分别通过开孔和外界连接。

参见图2和图3、图4，浸胶模2内沿中间开口，浸胶管分为上下两根，各有进口通过开孔和外界连接，浸胶管6内沿设有多个向圆心突出的浸胶头10穿过壳体内沿中间开口伸出壳体之外，浸胶头外部套有浸润层7，浸润层7为多孔软质材料，使浸胶管内的树脂胶液有效地传递到纤维上。

保温层为保温材料，如矿棉、复合硅酸盐、聚乙烯等，所述的壳体控温层，位于保温层和浸胶管之间，控温层由壳体内部的电热元件，如电热纸、电热管等，和壳体外部的控温装置构成。

浸胶管由管体9和浸胶头10组成，管体直径大于壳体内沿中间开口的宽度，且小于壳体的宽度，管体位于壳体内，浸胶头通过壳体内沿中间开口伸出壳体外。浸胶管内的树脂胶液可以与第一次浸胶树脂胶液相同，也可以不同，如根据需要添加防老剂、防紫外剂等。管体和浸胶头可以是一体式，也可以是分体式。管体和浸胶头的材质可以相同，也可以不同，如金属、高分子等。

浸胶管结构如图3、图4所示，由管体9和浸胶头10组成。

本发明纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置工作时，控温层5内的电热元件和浸胶管6通过壳体2外壁的孔与外面电源和树脂胶液连接，控温层按照设定的温度开始升温、保温、控温，壳体2通过连接紧固件3连接成环形，并通过支架1紧固于工作台上，浸胶管6和外界的树脂胶液连接，可以根据需要在外界添加气泵，控制浸胶管6内的树脂胶液量，浸润层7套在浸胶管6外侧，纤维束从浸润层7围起来的孔中通过，浸胶管6内的树脂胶液通过多孔的浸润层7传递到纤维束表面。

实施例一：

以生产直径为9.5mm的碳纤维增强环氧树脂基复合芯棒为例，应用本发明的具体实施例如下：

采用合适长度的浸胶管，使浸润层围起来的圆形空间直径为9.5mm，将纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置装配好，第一次浸胶后的碳纤维束从补胶装置中间的孔穿过，浸润层与碳纤维束接触并且有富余，将控温层的温度调节在45℃，减小浸胶管内树脂粘度，提高树脂流动速度。设备外侧的浸胶管管头插入和第一次浸胶相同的环氧树脂体系内，通过泵控制浸胶管内的树脂流量，使浸胶管内的环氧树脂以10ml/min的速度通过浸胶头、浸润层流到碳纤维束表面，浸润到碳纤维束内部。

采用纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置后，环氧树脂充分浸润到碳纤维丝束中，提高了碳纤维复合芯棒的使用性能。

实施例二：

以生产直径为8mm的玻璃纤维/碳纤维混杂拉挤复合芯棒为例（其中碳纤维在内部，占总纤维含量的90%，玻璃纤维在外层，占总纤维含量的10%，外层玻璃纤维层比内部碳纤维层含有更多的防老剂，包括抗氧剂264、紫外吸收剂UV-9、光稳定剂770），应用本发明的具体实施例如下：

采用合适长度的浸胶管，使浸润层围起来的圆形空间直径为8mm，将纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置装配好，第一次浸胶后的混杂纤维束从补胶装置中间的孔穿过，浸润层与碳纤维束接触并且有富余，将控温层的温度调节在40℃，减小浸胶管内树脂粘度，提高树脂流动速度。设备外侧的浸胶管管头插入环氧树脂体系内，该环氧树脂体系是第一次浸胶胶液的改性体系，具体配方为：第一次环氧树脂体系+0.5%抗氧剂264（质量分数，下同）+0.5%紫外吸收剂UV-9+0.5%光稳定剂770，通过泵控制浸胶管内的改性后环氧树脂流量，使浸胶管内的改性环氧树脂以15ml/min的速度通过浸胶头、浸润层流到外层玻璃纤维束表面，浸润到外层玻璃纤维层中。

采用纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置后，不但使树脂浸润的更充分，也使暴露在外的玻璃纤维层中含有更多的防老剂，提高了复合芯棒的力学性能和耐候性。

Claims (6)

1.一种纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置，包括浸胶模，其特征是：所述的浸胶模为中空环形壳体（2），壳体（2）内从外向内依次设有保温层（4）、控温层（5）和浸胶管（6），壳体（2）外沿开有孔，所述的浸胶管和控温层内的电热元件分别通过开孔和外界连接，所述的壳体（2）内沿中间开口，所述的浸胶管（6）内沿设有多个向环心突出的浸胶头（10）穿出壳体内沿中间开口伸出壳体之外，所述的浸胶头（10）外部套有浸润层（7）。

2.根据权利要求1所述的纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置，其特征是：所述的中空环形壳体浸胶模分为上下两个半圆形部分，每个部分的壳体大圆外侧带有连接板，采用连接紧固件（3）通过连接板将上下两个部分连接起来。

3.根据权利要求2所述的纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置，其特征是：所述的浸润层（7）为多孔软质材料。

4.根据权利要求3所述的纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置，其特征是：所述的保温层（4）的保温材料为矿棉、复合硅酸盐或聚乙烯，所述的壳体控温层（5）的电热元件为电热纸或电热管，电热元件由壳体外部的控温装置控制。

5.根据权利要求4所述的纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置，其特征是：所述的浸胶管（6）由管体（9）和浸胶头（10）组成，管体（9）直径大于壳体内沿中间开口的宽度，且小于壳体的宽度，管体位于壳体内。

6.根据权利要求5所述的纤维增强树脂基复合芯棒环形补胶装置，其特征是：所述的浸胶管（6）分为上下两根，各有进口通过开孔和外界连接。

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