CN103112179A - 纤维增强树脂片材及其连续成型方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纤维增强树脂片材的连续成型方法及其装置，方法具有以下步骤：A．将放卷机构上的第一树脂薄膜、第一纤维织物、中间树脂薄膜、第二纤维织物和第二树脂薄膜通过导辊输送机构依次层叠分布；所述第一、二树脂薄膜是热塑性树脂薄膜；所述第一、二纤维织物是呈现纹路的纤维增强织物；B．层叠好的原材料通过导辊输送机构和牵引传送机构送至热压区进行热压处理，使得热塑性树脂薄膜熔融并包覆在纤维织物上；C．热压过后进行冷却处理；所述中间树脂薄膜可以用依次层叠的中间第一树脂薄膜、中间织物和中间第二树脂薄膜替代。制成的纤维增强树脂片材抗冲击强度高，韧性好，耐磨，具有内纹路；本发明的成型方法工艺连续、简洁，效率很高。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合片材及其生产方法，以及实现该方法的设备。
背景技术
复合片材主要是由热固性树脂与具有各种纹路、花色的纤维复合在一起而制得的。由热固性树脂制得的复合片材产品具有较高的刚性，但是抗冲击性较差，树脂表面经尖锐异物冲击后，树脂易碎裂，会造成永久性损伤，使得制品的美观度下降。此外，热固性树脂制得的复合片材产品的生产周期很长，在生产过程中，固化时间和二次固化时间过长直接限制了该种产品的产量。
目前，部分企业在生产复合片材时，采用覆膜塑封技术，用涂胶的方法实现纤维基材与树脂薄膜粘合成型，由于层间的粘合强度取决于树脂薄膜、粘合剂和纤维基材，粘合强度很难保证，并且层间会存在微小气体，长时间使后会出现层间分层、开裂等现象，使用寿命不长。
如何高效地生产质量过硬的复合片材，是本领域的技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抗冲击强度高，韧性好，耐磨，具有内纹路，制作工艺连续、简洁的纤维增强树脂片材，以及制作该片材效率很高的连续成型方法和实现该方法的成型装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种纤维增强树脂片材的连续成型方法，具有以下步骤：
A．将放卷机构上的第一树脂薄膜、第一纤维织物、中间树脂薄膜、第二纤维织物和第二树脂薄膜通过导辊输送机构依次层叠分布；所述第一、二树脂薄膜是热塑性树脂薄膜；所述第一、二纤维织物是呈现纹路的纤维增强织物；
B．层叠好的原材料通过导辊输送机构和牵引传送机构送至热压区进行热压处理，使得热塑性树脂薄膜熔融并包覆在纤维织物上；
C．热压过后进行冷却处理。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了另一种纤维增强树脂片材的连续成型方法，具有以下步骤：
A．将放卷机构上的第一树脂薄膜、第一纤维织物、中间第一树脂薄膜、中间织物、中间第二树脂薄膜、第二纤维织物和第二树脂薄膜通过导辊输送机构依次层叠分布；所述第一、二树脂薄膜和中间第一、二树脂薄膜是热塑性树脂薄膜；所述第一、二纤维织物是呈现纹路的纤维增强织物；
B．层叠好的原材料通过导辊输送机构和牵引传送机构送至热压区进行热压处理，使得热塑性树脂薄膜熔融并包覆在织物上；
C．热压过后进行冷却处理。
为了使得片材的抗冲击强度更高，一种优选的技术方案是：上述中间织物是纤维增强织物。
为了实复合处的树脂与纤维实现交联连接使得片材层间的粘合力更强，一种优选的技术方案是：上述第一、二纤维织物的表面是经过硅烷偶联剂处理的，所述步骤B中，先将层叠好的原材料送至干燥机构进行干燥处理。
为了全自动制成各种规格的片材，一种优选的技术方案是：上述纤维增强树脂片材的连续成型方法还包括步骤D，所述步骤D是将复合成型后的原材料通过切割输送平台送至切割机构切割成片材。
为了使得纤维增强织物的增强效果更好，一种优选的技术方案是：上述纤维增强织物是由玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维、腈纶纤维和热塑性树脂纤维中的一种或两种经纬交错编织而成的。
为了使得片材可以获得更加美观的外观，一种优选的技术方案是：上述第一、二纤维织物层上的纹路是平纹、斜纹或缎纹。
为了使得片材可以很简洁地获得更加美观的外形，一种优选的技术方案是：上述第一、二纤维织物层上的设有图案。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现上述的连续成型方法的纤维增强树脂片材成型装置，包括热塑性树脂薄膜放卷机构，纤维增强织物放卷机构，用于将热塑性树脂薄膜和纤维增强织物间隔设置叠加在一起进行传送的导辊输送机构，设于传送路径上用于将热塑性树脂薄膜和纤维增强织物复合成型的热压机构和冷却机构，以及用于输送复合成型后的片材的牵引传动机构。
为了让经过偶联剂处理的纤维增强织物在复合前可以充分干燥，使得连续生产制成的片材表面直接包有保护膜，且可根据不同的要求制成各种规格的片材，一种优选的技术方案是：上述纤维增强树脂片材成型装置还包括还包括设于所述导辊输送机构和所述热压机构之间的热风烘箱，设于所述冷却机构和所述牵引传动机构之间的保护膜放卷机构，设于牵引传动机构之后的切割输送平台，以及设于所述切割输送平台上的切割机构。
为了使得热塑性树脂薄膜能够通过熔融的方式更好地浸渍包覆纤维增强织物，确保片材的质量，一种优选的技术方案是：上述热压机构和冷却机构设于保温箱内；所述热压机构包括上下对称设置且间距可调的压力辊组，所述压力辊组的压力辊筒内设有加热组件；所述冷却机构包括上下对称设置的冷却辊组，所述冷却辊组的冷却辊筒内设有冷却水循环管道；所述导辊输送机构包括依次设置的导向辊和上下向对称设置且间距可调的的主导辊组；所述牵引传动机构包括上下对称设置且间距可调的牵引辊组；所述主导辊组的导辊由第一传动机构驱动，所述牵引辊组的导辊由第二传动机构驱动，所述第二传动机构包括可调速的动力单元。
为了解决上述技术问题，本发明提供了由上述的连续成型方法制成的纤维增强树脂片材。
本发明具有积极的效果：本发明的纤维增强树脂片材的连续成型方法和装置工艺流程简洁，全自动完成层叠、热压、冷却，无需增加繁琐的工艺，即可直接获得具有内纹路的片材。纤维增强树脂片材由依次层叠分布的树脂层和纤维织物层经过热压和冷却后复合而成，具有很好的耐磨性、抗冲击强度和韧性，而且生产过程中变形量很低。这种热塑性树脂通过熔融完全浸渍包覆纤维织物的方式，可以使得复合处的树脂与纤维实现交联连接，与传统的方法相比，无气泡残留，粘合力强，由于不适用胶合剂，不存在长期使用后分层现象，寿命得到很大的改善。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明的纤维增强树脂片材成型装置作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明实施例的纤维增强树脂片材成型装置的结构示意图。
具体实施方式
（实施例1）
见图1，本实施例的实现该连续成型方法的纤维增强树脂片材成型装置，包括间隔设置的热塑性树脂薄膜放卷机构11和纤维增强织物放卷机构12，用于将热塑性树脂薄膜和纤维增强织物间隔设置叠加在一起进行传送的导辊输送机构2，设于传送路径上用于将热塑性树脂薄膜和纤维增强织物复合成型的热压机构3和冷却机构4，以及用于输送复合成型后的片材的牵引传动机构5。
热压机构3和冷却机构4设于保温箱6内。热压机构3包括上下对称设置且间距可调的压力辊组。压力辊组的压力辊筒内设有加热组件。冷却机构4包括上下对称设置的冷却辊组，冷却辊组的冷却辊筒内设有冷却水循环管道，冷却水循环管道与冷却装置相连。
导辊输送机构2包括依次设置的导向辊21和上下向对称设置且间距可调的的主导辊组22。牵引传动机构5包括上下对称设置且间距可调的牵引辊组51。主导辊组22的导辊由第一传动机构驱动23。牵引辊组51的导辊由第二传动机构52驱动，第二传动机构52包括可变频调速的驱动电机。
该纤维增强树脂片材成型装置还包括设于导辊输送机构2和热压机构3之间的热风烘箱7，设于冷却机构4和牵引传动机构5之间的保护膜放卷机构8，以及设于牵引传动机构5之后的切割输送平台91和设于切割输送平台91上的切割机构92。热风烘箱7内设有上下向对称设置热风烘箱导辊71。保护膜放卷机构8有两个分别设于传送路径的上方和下方。
本实施例的纤维增强树脂片材的连续成型方法的具体步骤为：
A．将分别设置于各个放卷机构上的第一树脂薄膜、第一纤维织物、中间树脂薄膜、第二纤维织物和第二树脂薄膜通过导辊输送机构2依次层叠分布。第一树脂薄膜和第二树脂薄膜是热塑性树脂薄膜。第一纤维织物和第二纤维织物是表面已经经过硅烷偶联剂处理的由玄武岩纤维经纬交错编织而成的呈现平纹的织物。
B．层叠好的原材料通过导辊输送机构2和牵引传送机构5先送至干燥机构（即热风烘箱7）进行温度为100℃的干燥处理；再送至热压机构3进行温度为250℃的热压处理，使得热塑性树脂薄膜熔融并包覆在纤维织物上。
C．热压过后用冷却机构4进行冷却处理，然后在外表面包覆保护膜。
D．通过切割输送平台91送至切割机构92切割成片材。
所述导辊输送机构2、牵引传送机构5和切割输送平台91的张力均可调节。所述热压辊之间的压力可调节。
采用本实施例的连续成型方法制成的纤维增强树脂片材，其表面呈现第一纤维织物和第二纤维织物的平纹纹路。
（实施例2）
本实施例的纤维增强树脂片材的连续成型方法的具体步骤为：
A．将分别设置于各个放卷机构上的第一树脂薄膜、第一纤维织物、中间第一树脂薄膜、中间织物、中间第二树脂薄膜、第二纤维织物和第二树脂薄膜通过导辊输送机构2依次层叠分布。第一树脂薄膜、第二树脂薄膜、中间第一树脂薄膜和中间第二树脂薄膜是热塑性树脂薄膜。第一纤维织物和第二纤维织物是由玻璃纤维经纬交错编织而成的呈现斜纹的织物。中间织物是由涤纶纤维经纬交错编织而成的普通织物。
B．层叠好的原材料通过导辊输送机构2和牵引传送机构5送至热压机构3进行温度为250℃的热压处理，使得热塑性树脂薄膜熔融并包覆在织物上。
C．热压过后用冷却机构4进行冷却处理。
D．通过切割输送平台91送至切割机构92切割成片材。
采用本实施例的连续成型方法制成的纤维增强树脂片材，其表面呈现第一纤维织物和第二纤维织物的斜纹纹路。
（实施例3）
本实施例的纤维增强树脂片材的连续成型方法的具体步骤为：
A．将分别设置于各个放卷机构上的第一树脂薄膜、第一纤维织物、中间第一树脂薄膜、中间纤维织物、中间第二树脂薄膜、第二纤维织物和第二树脂薄膜通过导辊输送机构2依次层叠分布。第一树脂薄膜、第二树脂薄膜、中间第一树脂薄膜和中间第二树脂薄膜是热塑性树脂薄膜。第一纤维织物、第二纤维织物和中间纤维织物是由经向设置的芳纶纤维和纬向设置的腈纶纤维交错编织而成的呈现缎纹的混编织物。第一纤维织物和第二纤维织物上刺有刺绣（或印有花纹图案）。
B．层叠好的原材料通过导辊输送机构2和牵引传送机构5送至热压机构3进行温度为250℃的热压处理，使得热塑性树脂薄膜熔融并包覆在纤维织物上。
C．热压过后用冷却机构4进行冷却处理。
D．通过切割输送平台91送至切割机构92切割成片材。
采用本实施例的连续成型方法制成的纤维增强树脂片材，其表面呈现第一纤维织物和第二纤维织物的缎纹纹路和刺绣图案（或花纹图案）。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1. 一种纤维增强树脂片材的连续成型方法，其特征在于，具有以下步骤：
A．将放卷机构上的第一树脂薄膜、第一纤维织物、中间树脂薄膜、第二纤维织物和第二树脂薄膜通过导辊输送机构依次层叠分布；所述第一、二树脂薄膜是热塑性树脂薄膜；所述第一、二纤维织物是呈现纹路的纤维增强织物；
B．层叠好的原材料通过导辊输送机构和牵引传送机构送至热压区进行热压处理，使得热塑性树脂薄膜熔融并包覆在纤维织物上；
C．热压过后进行冷却处理。
2. 一种纤维增强树脂片材的连续成型方法，其特征在于，具有以下步骤：
A．将放卷机构上的第一树脂薄膜、第一纤维织物、中间第一树脂薄膜、中间织物、中间第二树脂薄膜、第二纤维织物和第二树脂薄膜通过导辊输送机构依次层叠分布；所述第一、二树脂薄膜和中间第一、二树脂薄膜是热塑性树脂薄膜；所述第一、二纤维织物是呈现纹路的纤维增强织物；
B．层叠好的原材料通过导辊输送机构和牵引传送机构送至热压区进行热压处理，使得热塑性树脂薄膜熔融并包覆在织物上；
C．热压过后进行冷却处理。
3. 按照权利要求2所述的纤维增强树脂片材的连续成型方法，其特征在于：所述中间织物是纤维增强织物。
4. 按照权利要求1至3之一所述的纤维增强树脂片材的连续成型方法，其特征在于：所述第一、二纤维织物的表面是经过硅烷偶联剂处理的，所述步骤B中，先将层叠好的原材料送至干燥机构进行干燥处理。
5. 按照权利要求1至3之一所述的纤维增强树脂片材的连续成型方法，其特征在于：还包括步骤D，所述步骤D是将复合成型后的原材料通过切割输送平台送至切割机构切割成片材。
6. 按照权利要求1至3之一所述的纤维增强树脂片材的连续成型方法，其特征在于：所述纤维增强织物是由玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维、腈纶纤维和热塑性树脂纤维中的一种或几种经纬交错编织而成的。
7.一种实现权利要求1或2所述的连续成型方法的纤维增强树脂片材成型装置，其特征在于：包括热塑性树脂薄膜放卷机构（11），纤维增强织物放卷机构（12），用于将热塑性树脂薄膜和纤维增强织物间隔设置叠加在一起进行传送的导辊输送机构（2），设于传送路径上用于将热塑性树脂薄膜和纤维增强织物复合成型的热压机构（3）和冷却机构（4），以及用于输送复合成型后的片材的牵引传动机构（5）。
8. 按照权利要求7所述的纤维增强树脂片材成型装置，其特征在于：还包括还包括设于所述导辊输送机构（2）和所述热压机构（3）之间的热风烘箱（7），设于所述冷却机构（4）和所述牵引传动机构（5）之间的保护膜放卷机构（8），设于牵引传动机构（5）之后的切割输送平台（91），以及设于所述切割输送平台（91）上的切割机构（92）。
9. 按照权利要求8所述的纤维增强树脂片材成型装置，其特征在于：所述热压机构（3）和冷却机构（4）设于保温箱（6）内；所述热压机构（3）包括上下对称设置且间距可调的压力辊组，所述压力辊组的压力辊筒内设有加热组件；所述冷却机构（4）包括上下对称设置的冷却辊组，所述冷却辊组的冷却辊筒内设有冷却水循环管道；所述导辊输送机构（2）包括依次设置的导向辊（21）和上下向对称设置且间距可调的的主导辊组（22）；所述牵引传动机构（5）包括上下对称设置且间距可调的牵引辊组（51）；所述主导辊组（22）的导辊由第一传动机构（23）驱动，所述牵引辊组（51）的导辊由第二传动机构（52）驱动，所述第二传动机构（52）包括可调速的动力单元。
10. 按照权利要求1或2所述的连续成型方法制成的纤维增强树脂片材。
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