CN103171154A - 一种纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纤维增强环氧树脂复合棒的制造方法及设备，将连续纤维束在牵引力的拉拔下进入注射模具，在注射模具中加压注入环氧树脂胶液，使纤维束与环氧树脂复合，然后纤维束与环氧树脂复合体进入成型模具中，在成型模具中受热固化，制成纤维增强环氧树脂拉挤棒。纤维束在注射模具可以为棒状分布或圆筒状分布。其设备包括注射模具、成型模具、加热器，以及环氧树脂胶液加压器，注射模具的侧壁上设有胶液注入口述胶液注入口与环氧树脂胶液加压器管道连接。采用上述方法及设备，能明显减少纤维增强环氧树脂复合棒内气泡，提高环氧树脂均匀性，从而提高纤维增强环氧树脂复合棒产品质量。

Description

一种纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造方法及设备

技术领域

    本发明涉及拉挤棒的制造方法及设备，更具体说是一种纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造方法及设备。

背景技术

环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。

环氧树脂通过与玻璃等纤维增强材料复合，制成的环氧树脂复合材料具有机械强度高，耐腐蚀、耐高温、绝缘性好等优点。环氧树脂复合材料棒被广泛应用于化工、电力、建筑等领域，如电力输送的绝缘子芯棒。

纤维增强环氧树脂拉挤棒根据其生产工艺可分为缠绕管和拉挤管。

缠绕管通过浸渍环氧树脂胶的纤维纱在缠绕固化制成。其机械强度有待于进一步的提高，且缠绕工艺生产效率低、工艺复杂、缠绕的均匀性控制要求高。因此在实际生产中较少采用。

拉挤棒采用环氧树脂复合材料的拉挤成型工艺,采用现有的挤出机，将浸渍过环氧树脂胶液的连续纤维束，在牵引力的拉拔下通过成型模具的挤压,并在模具中和固化炉中受热固化成型玻璃钢型材。这种方法制造纤维增强环氧树脂复合棒时，浸渍过环氧树脂的纤维纱中会带入很多气泡，这些气泡最终留在成品的复合棒内，同时，由于环氧树脂胶液具有流动性，在浸渍过环氧树脂胶液的纤维纱输入挤出机时，环氧树脂胶液会向下流动，而使棒内的环氧树脂均匀性不好，从而影响纤维增强环氧树脂复合棒的产品质量。

发明内容

针对上述情况，本发明拟解决的问题是提供一种能明显减少棒内气泡的纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造方法及设备，同时可提高棒内的环氧树脂均匀性，从而提高纤维增强环氧树脂拉挤棒的产品质量。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种纤维增强环氧树脂复合棒的制造方法，将连续纤维束在牵引力的拉拔下进入注射模具，在注射模具中加压注入环氧树脂胶液，使纤维束与环氧树脂复合，然后纤维束与环氧树脂复合体进入成型模具中，在成型模具中受热固化，制成纤维增强环氧树脂拉挤棒。所述纤维增强环氧树脂拉挤棒其截面可以是圆形或椭圆形或三角形或四边形和五边以上的多边形。

所述纤维束在注射模具可以为棒状分布。作为优选，所述纤维束在注射模加压注入环氧树脂胶液时，为圆筒状分布，加压注入环氧树脂胶液后，将纤维束与环氧树脂复合体并成棒状。

所述环氧树脂胶液在注射模具中的注入点为二个以上。所述环氧树脂胶液在管状模具中注入的压力为：使环氧树脂胶液轴向的液面在离注射模具的进料口小于30厘米处。

纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造设备，它包括注射模具、成型模具、加热器，以及环氧树脂胶液加压器，所述注射模具的出料口与成型模具的进料口连接，所述加热器设置在成型模具的外侧；所述注射模具的侧壁上设有胶液注入口，所述胶液注入口与环氧树脂胶液加压器管道连接。

所述注射模具的模孔可以为棒状。作为优选，所述注射模具的模孔为管状、并且向出料口处其管状的内外径逐渐变小、直至并为棒状。

所述胶液注入口对应的模孔位置，具有孔壁扩张结构。所述环氧树脂胶液在注射模具中的胶液注入口为二个以上。

采用上述方案，本发明的纤维增强环氧树脂复合棒的制造方法，将连续纤维束在牵引力的拉拔下进入注射模具，在注射模具中与注入的环氧树脂胶液复合，然后在成型模具中受热固化。由于环氧树脂胶液是在压力条件下注入，环氧树脂胶液从胶液注入口向进料口流动，能将注射模具内、纤维束附近的空气排向进料口，能明显减少纤维增强环氧树脂复合棒内气泡。同时由于环氧树脂胶液是加压注入，对注射模具内分布的纤维束中加压注入环氧树脂胶液，可提高环氧树脂均匀性，从而提高纤维增强环氧树脂复合棒产品质量。实践证明，与现有技术相比，采用本发明的的制造方法，可减少纤维增强环氧树脂复合棒内气泡90%以上。

在优选方案中，纤维束在注射模加压注入环氧树脂胶液时，为圆筒状分布，使加压注入环氧树脂胶液时后，将纤维束与环氧树脂复合体并成棒状。这样更加提高了环氧树脂胶液与纤维束的融合。

环氧树脂胶液在管状模具中的注入点为二个以上，更能提高管壁内的环氧树脂均匀性，也就是提高了复合棒内的环氧树脂均匀性，同时还能提高产品质量。环氧树脂胶液在注射模具中注入的压力为：使环氧树脂胶液轴向的液面在离注射模具的进料口小于30厘米处，能进一步可减少纤维增强环氧树脂复合棒内气泡、提高复合棒的密实度。

针对上述纤维增强环氧树脂复合棒的制造方法，本发明的纤维增强环氧树脂复合棒的制造方法的设备，注射模具的侧壁上设有胶液注入口，所述胶液注入口与环氧树脂胶液加压器管道连接。环氧树脂胶液在注射模具中的注入，使纤维束与环氧树脂胶液的复合在管状模具中进行，达到减少纤维增强环氧树脂复合棒内气泡、提高棒内的环氧树脂均匀性的目的，从而提高纤维增强环氧树脂复合棒的产品质量。

胶液注入口对应的模孔位置，具有孔壁扩张结构，有利于环氧树脂胶液更好混合到纤维束中。

附图说明

图1是本发明纤维增强环氧树脂复合棒的制造设备的结构示意图；

图2是环氧树脂复合棒制造设备优选方案结构示意图；

图3是环氧树脂复合棒制造设备工作时的结构示意图。

图中：1-注射模具，2-成型模具，3-加热器，4-环氧树脂胶液加压器，5-出料口，6-胶液注入口，7-模孔，8-管壁厚度扩张结构。

具体实施方式

本发明的环氧树脂增强纤维复合棒的制造方法，将连续纤维束在牵引力的拉拔下进入注射模具，在注射模具中加压注入环氧树脂胶液，使纤维束与环氧树脂复合，然后纤维束与环氧树脂复合体进入成型模具中，在成型模具中受热固化，制成纤维增强环氧树脂拉挤棒。所述纤维增强环氧树脂拉挤棒其截面可以是圆形或椭圆形或三角形或四边形和五边以上的多边形。

作为最简单的实施例，所述纤维束在注射模具中为棒状分布。

作为优选，所述纤维束在注射模加压注入环氧树脂胶液时，为圆筒状分布，加压注入环氧树脂胶液后，将纤维束与环氧树脂复合体并成棒状，然后在成型模具中受热固化。管状模具中的管状的截面积接近纤维增强环氧树脂复合棒截面积。假设纤维增强环氧树脂复合棒截面积为S，则管状模具中的管状的截面积一般为0.98-1.05S。

环氧树脂胶液在注射模具中的注入点为二个以上，图1显示注射模具中的注入点数量为二个，图2显示注射模具中的注入点数量为四个，当然，根据实际需要注入点数量还可以是三个或五个或者更多。

所述环氧树脂胶液在注射模具中注入的压力为：使环氧树脂胶液轴向的液面在离注射模具的进料口小于30厘米处，这里需要补充的是注入的压力与复合棒截面积、纤维束进料速度均有关系，但是，要控制合适的注入的压力，使环氧树脂胶液轴向的液面尽量接近注射模具的进料口，同时又不至于环氧树脂胶液流出进料口，在实际操作中，根据纤维增强环氧树脂复合棒截面积、纤维束进料速度不同，可控制使环氧树脂胶液轴向的液面在离注射模具的进料口5厘米处或10厘米处或15厘米处或20厘米处或25厘米处。一般来说，达到上述要求的注入的压力为10-30MPa。

如图1、图2所示，针对上述纤维增强环氧树脂复合棒方法的制造设备，包括注射模具1、成型模具2、加热器3，以及环氧树脂胶液加压器4。所述注射模具1的出料口5与成型模具2的进料口连接，所述加热器3设置在成型模具2的外侧。所述成型模具2、加热器3的结构与现有技术的拉挤设备没有本质区别，因此，不在展开描述。

所述注射模具1的侧壁上设有胶液注入口6，所述胶液注入口6与环氧树脂胶液加压器4管道连接。所述环氧树脂胶液加压器4可采用现有的加压设备，这里也不再展开描述。

参见图1，所述注射模具1可以是其模孔7为棒状。

参见图2、图3，作为优选，所述注射模具1的模孔7为管状、并且向出料口5处其管状的内外径逐渐变小、直至并为棒状。

所述环氧树脂胶液在注射模具中的胶液注入口6为二个以上。

所述胶液注入口6对应的模孔7位置，具有管壁厚度扩张结构8，有利于环氧树脂胶液更好混合到纤维束中。

Claims (10)

1.一种环氧树脂增强纤维复合棒的制造方法，其特征在于将连续纤维束在牵引力的拉拔下进入注射模具，在注射模具中加压注入环氧树脂胶液，使纤维束与环氧树脂复合，然后纤维束与环氧树脂复合体进入成型模具中，在成型模具中受热固化，制成纤维增强环氧树脂拉挤棒。

2.根据权利要求1所述的纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造方法，其特征在于所述纤维束在注射模具中为棒状分布。

3.根据权利要求1所述的纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造方法，其特征在于所述纤维束在注射模加压注入环氧树脂胶液时，为圆筒状分布，加压注入环氧树脂胶液后，将纤维束与环氧树脂复合体并成棒状。

4.根据权利要求1或2或3所述的纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造方法，其特征在于所述环氧树脂胶液在注射模具中的注入点为二个以上。

5.根据权利要求1或2或3所述的纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造方法，其特征在于所述环氧树脂胶液在管状模具中注入的压力为：使环氧树脂胶液轴向的液面在注射的进料口小于30厘米处。

6.根据权利要求1所述的纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造设备，其特征在于它包括注射模具（1）、成型模具（2）、加热器（3），以及环氧树脂胶液加压器（4），所述注射模具（1）的出料口（5）与成型模具（2）的进料口连接，所述加热器（3）设置在成型模具（2）的外侧；所述注射模具（1）的侧壁上设有胶液注入口（6），所述胶液注入口（6）与环氧树脂胶液加压器（4）管道连接。

7.根据权利要求6所述的纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造设备，其特征在于所述注射模具（1）的模孔（7）为棒状。

8.根据权利要求6所述的纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造设备，其特征在于所述注射模具（1）的模孔（7）为管状、并且向出料口（5）处其管状的内外径逐渐变小、直至并为棒状。

9.根据权利要求6或7或8所述的纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造设备，其特征在于所述胶液注入口（6）对应的模孔（7）位置，具有孔壁扩张结构（8）。

10.根据权利要求6或7或8所述的纤维增强环氧树脂拉挤棒的制造设备，其特征在于所述环氧树脂胶液在管状模具中的胶液注入口（6）为二个以上。

 

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