CN103753831A - 一种连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具及浸渍方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具及浸渍方法,属于复合材料成型加工技术领域。它解决了现有的连续纤维增强热塑性复合材料浸渍不完全、不均匀的问题。本浸渍模具包括壳体、上模头和下模头,上模头和下模头均具有呈波浪状的浸渍面,上模头与下模头相对应设置且浸渍面的波峰相互错位,上模头与下模头能够相互扣合形成浸渍通道。本浸渍方法如下:浸渍模具呈竖直设置,连续纤维两侧分别紧贴上模头和下模头的浸渍面并通过张紧装置张紧,挤出机在连续纤维带的两侧面涂覆,模具加热,连续纤维带受波浪状浸渍面摩擦张力的影响充分浸渍,待冷却后脱模。本浸渍模具及浸渍方法制得的连续纤维带浸渍完全、均匀,拉伸强度和张力好。
Description
技术领域
本发明属于复合材料成型加工技术领域,涉及一种连续纤维带的浸渍模具及浸渍方法。
背景技术
连续纤维增强热塑性复合材料是以连续纤维作为增强材料、以热塑性树脂作为基体,经过特殊工艺制造的高强度、高刚性、高韧性和新型复合材料。由于连续纤维增强热塑性复合材料的增强纤维是连续的,其力学性能远高于长纤维增强热塑性复合材料,具有重量轻、耐腐蚀、耐水性好等优点,经常应用于汽车、飞机和管道制造等领域。
而与热固性树脂复合材料相比,热塑性树脂复合材料的突出优点是具有高韧性和高损伤容限,耐冲击性能好,因此,连续纤维增强热塑性复合材料缠绕成型制品的耐疲劳性能将大大超过热固性树脂的制品,使用寿命显著提高,同时,热塑性树脂复合材料成型周期短、生产效率高,还存在二次加工和回收利用等方面的优势。因此,近年来,热塑性树脂复合材料的研发及应用发展迅速,缠绕成型所用的基体树脂已经开始从传统的热固性树脂向热塑性树脂转变。但是由于热塑性聚合物熔体粘度很高,连续纤维增强热塑性复合材料应用于缠绕成型需要解决浸渍问题。
如中国专利申请(申请号:200910193484.5)公开了一种长纤维增强塑料生产用纤维丝束熔融浸渍模头及浸渍方法,模头包括模头壳体,所述模头壳体的上游端开有纤维丝束导入通道和热塑性树脂熔体导入通道,所述模头壳体的下游端开有浸渍纤维丝束导出通道,模头壳体的内腔安装有接触导丝辊组和非接触导丝辊对组,所述接触导丝辊组包括三个以上的接触导丝辊、各接触导丝辊的轴相互平行,且各接触导丝辊的横截面呈锯齿形排列,使与各接触导丝辊接触的纤维丝束呈波浪形,所述非接触导丝辊对组包括3副以上非接触导丝辊对,所述每副非接触导丝辊对均包括上导丝辊和下导丝辊,纤维丝束从上导丝辊和下导丝辊之间经过,且不愈上导丝辊和下导丝辊接触。浸渍方法包括:在充满熔体的模腔内,纤维丝束在张力牵引下交替绕过接触导丝辊的圆鼓体,并从非接触导丝辊对间的缝隙穿过,浸渍了的纤维丝束从导出通道牵出。
又如中国专利申请(申请号:200810233396.9)公开了一种连续纤维增强塑料预浸料的制造方法及其所有的浸渍模具,浸渍模具包括由底加热板、上加热板、第一侧加热板、第二侧加热板、导纱板及出口模具构成的长方形外腔体,所述导纱板和出口模具上分别设有导纱口和出料口,在所示外腔体内装有分纱盒,该分纱盒内沿长度方向排列有相互平行的分纱辊,在靠近所述导纱板的外腔体上设有空心出胶棒,该出胶棒的一头出身外腔体设置接头。制造方法包括如下步骤:在浸渍模具内加入热塑性塑料、稀释剂及接枝剂,并加热使其熔化;纤维纱束经导纱装置进入浸渍模具内,并通过展开装置使纤维纱束在浸渍模具内展开,纤维纱束充分浸渍后,通过浸渍模具出口端的成型模具成型后出来;从浸渍模具出来的先丝预浸料冷却固化或进入产品成型系统。
现有的连续纤维增强热塑性复合材料在浸渍过程中均存在着以下问题:1、浸渍模具是采用导丝辊或分纱辊进行浸渍,界面接触少,浸渍不完全;2、热熔树脂出料不均匀,容易出现纤维浸渍不良及干纱现象;3、浸渍过程中热熔树脂受重力影响,容易在纤维带出现气泡或杂质,造成纤维带上的树脂含量不均匀;4、浸渍后的纤维带拉伸强度和张力较差。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种连续纤维带的浸渍模具及浸渍方法,其所要解决的技术问题是:如何使连续纤维增强热塑性复合材料浸渍完全、均匀,提高浸渍后的纤维带拉伸强度和张力。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具,包括壳体和设置在壳体内的模头,所述壳体上具有可供连续纤维带穿入的进料口和穿出的出料口,其特征在于,所述模头包括上模头和下模头,所述上模头和下模头均具有呈波浪状的浸渍面,所述上模头的浸渍面与下模头的浸渍面相对应设置且浸渍面的波峰相互错位,所述上模头与下模头能够相互扣合形成浸渍通道,所述进料口和出料口均与上述浸渍通道相连通。
本浸渍模具采用上模头和下模头的设计,上模头和下模头的波浪状浸渍面相互扣合形成浸渍通道,连续纤维带的两侧面涂覆树脂进入浸渍通道后,连续纤维带紧贴浸渍面,接触的界面较大,同时连续纤维带的各部分所受的摩擦张力均相同,使得热熔树脂在连续纤维带上分散较为均匀,能够得到充分的浸渍,浸渍后的连续纤维带能够保持笔直平滑,不会出现凹凸不平的现象,拉伸强度和张力均得到了大幅度的提升。同时,浸渍过程中,上模头和下模头扣合后,浸渍面紧贴连续纤维带从而能够形成密封,避免了连续纤维带与空气的二次接触氧化而降低产品的性能。本浸渍模具并不限定用于连续纤维的热熔树脂的浸渍,还可用于聚乙烯、聚氯乙烯等材料的浸渍。
上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具中,所述浸渍面的波峰与波谷之间的垂直距离为15~25mm。波峰与波谷之间的垂直距离过大,连续纤维带与浸渍面之间的摩擦张力过大且不易调整控制,浸渍过程中容易造成连续纤维带的部分纤维断裂、受损,影响产品的性能。波峰与波谷之间的垂直距离过小,则浸渍面的摩擦张力则又太小,浸渍的效果较差。
上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具中,所述浸渍面上相邻两波谷之间的距离为0.3~5mm。相邻两波谷之间的距离过大,则浸渍面的摩擦张力则又太小,浸渍的效果较差。相邻两波谷之间的距离过小,连续纤维带与浸渍面之间的摩擦张力过大且不易调整控制,浸渍过程中容易造成连续纤维带的部分纤维断裂、受损,影响产品的性能。
在上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具中,所述壳体包括上壳体和下壳体,所述上模头和下模头分别固定在上壳体和下壳体上且可拆卸,所述上壳体与下壳体一端部相互铰接。上壳体和下壳体相互铰接,浸渍时操作较为方便。同时,上模头和下模头分别与上壳体和下壳体可拆卸连接,当上模头或下模头浸渍面的摩擦张力达不到所需的要求时,只需更换相对应的上模头或下模头即可,较为方便,同时也降低了所需的维修成本。
在上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具中,所述上模头和下模头的浸渍面与端部之间还具有往壳体两侧面方向倾斜的倾斜面,所述上模头和下模头扣合后两倾斜面之间形成进料口。
上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具中,所述出料口设置在上壳体或下壳体靠近铰接处的侧面上。出料口设置在上壳体或下壳体的侧面上,从而使得出料口与浸渍通道之间形成一个拐角,方便浸渍过程中可根据线速度的调整使得连续纤维带与浸渍面之间保持一个最佳的摩擦张力范围,浸渍的效果更好。
上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具中,所述上模头和下模头上还具有由浸渍面往出料口方向弯折形成的导向面,所述导向面呈波浪状。通过导向面的设计,能够使得热熔树脂在连续纤维带上分散更为均匀,能够得到充分的浸渍。
上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具中,所述上壳体和下壳体上还均设有加热器。通过加热器对上模头和下模头进行加热,使得浸渍通道始终保持在一个适宜的温度,进入浸渍通道的热熔树脂能够始终处于热熔状态,从而在连续纤维带上分散更为均匀,得到充分的浸渍。加热器为激光加热器或陶瓷红外加热器。
上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具中,所述上模头和下模头均采用耐磨、耐高温的刚性材料制成。采用耐磨、耐高温的刚性材料制成,不易损坏,使用寿命较长。同时,上模头和下模头均为一体式结构,制作也较为方便。
一种连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法,浸渍模具包括加热器和具有波浪状浸渍面的上模头和下模头,其特征在于,该方法包括以下步骤:
a、模芯设置在缠绕装置上;成卷的连续纤维带定位在张紧装置上;连续纤维带依次穿过张紧装置、浸渍模具与模芯相连接,浸渍模具呈竖直设置;
b、扣合浸渍模具的上模头和下模头,使连续纤维带的两侧分别紧贴上模头和下模头的浸渍面并通过张紧装置张紧;
c、在张紧装置和浸渍模具之间设置两个挤出机,两个挤出机分别位于连续纤维带的两侧,挤出机挤出热熔的树脂分别涂覆在连续纤维带的两侧面;
d、采用缠绕装置驱动模芯旋转拉动连续纤维带,涂覆有热熔树脂的连续纤维带受波浪状浸渍面摩擦张力的影响使得热熔树脂均匀的涂覆在连续纤维带上充分浸渍,在浸渍过程中同时采用加热器加热;
e、浸渍完成后的连续纤维带缠绕在模芯上待冷却后脱模形成连续纤维增强热塑性浸渍带。
本浸渍方法采用双面涂覆设计,使得连续纤维带两面都能均匀的浸渍有热熔树脂,同时浸渍模具呈竖直设置,克服了重力对浸渍效果的影响,使热熔树脂能够均匀流到纤维表面,不会出现由于中间气泡或杂质的影响而使树脂出料不均匀、纤维浸渍不良及出现干纱的现象,浸渍后的连续纤维带能够保持笔直平滑,不会出现凹凸不平的现象,拉伸强度和张力均得到了大幅度的提升。
作为优先,上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法中,所述步骤c中的挤出机在水平高度上呈高低错位设置。挤出机呈高低错位设置,使得连续纤维带能够保持较好的张紧状态,同时也保证了由两挤出机挤出的热熔树脂能够均匀一致的分别涂覆在连续纤维带的两侧面上。
作为优先,上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法中,所述步骤c中挤出机的挤出速度为50~150g/m2。
作为优先,上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法中,所述步骤d中浸渍面的摩擦张力为4.9~49N。浸渍面的摩擦张力太小,热熔树脂在连续纤维带上的浸渍不够充分。浸渍面的摩擦张力过大,浸渍过程中容易造成连续纤维带的部分纤维断裂、受损,影响产品的性能。更进一步地优选,步骤d中浸渍面的摩擦张力为9.8~30N。
作为优先,上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法中,所述步骤d中加热的温度为200~350℃。温度控制得过高,容易造成热熔树脂的分解,影响浸渍的效果。温度控制得过低,则树脂的热熔效果较差,从而也会影响浸渍的效果。更进一步地优选,步骤d中加热的温度为250~300℃。
作为优先,上述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法中,所述连续纤维带经步骤d充分浸渍后依次穿过若干组压辊与模芯相连接。经浸渍模具完成浸渍后连续纤维带经若干组压辊的滚压,能够使得浸渍的效果达到最佳,提升浸渍后产品的性能。
与现有技术相比,本连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具具有以下优点:
1、上模头和下模头的波浪状浸渍面设计,增大了浸渍过程中连续纤维带的接触界面,连续纤维带的各部分所受的摩擦张力均相同,使得热熔树脂在连续纤维带上分散较为均匀,能够得到充分的浸渍。
2、上模头和下模头扣合后,浸渍面紧贴连续纤维带从而能够形成密封,避免了连续纤维带与空气的二次接触氧化而降低产品的性能。
3、通过导向面的拐角设计,能够控制最佳的浸渍面摩擦张力,使得热熔树脂在连续纤维带得到充分的浸渍。
4、上模头和下模头均为一体式结构,制作方便,结构简单,维修时只需更换损坏的上模头或下模头即可,较为方便,同时也降低了所需的维修成本。
与现有技术相比,本连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法具有以下优点:
1、采用双面涂覆设计,使得连续纤维带两面都能均匀的浸渍有热熔树脂。
2、浸渍模具呈竖直设置,克服了重力对浸渍效果的影响,使热熔树脂能够均匀流到纤维表面,不会出现由于中间气泡或杂质的影响而使树脂出料不均匀、纤维浸渍不良及出现干纱的现象。
3、浸渍后的连续纤维带能够保持笔直平滑,不会出现凹凸不平的现象,拉伸强度和张力均提升了10%~30%。
附图说明
图1是本连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具的结构示意图。
图2是本连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法的所用的设备流程图。
图中,1、壳体;11、上壳体;12、下壳体;2、模头;21、上模头;22、下模头;23、浸渍面;24、浸渍通道;25、倾斜面;26、导向面;3、进料口;4、出料口;5、张紧装置;6、挤出机;7、连续纤维带;8、压辊;9、模芯。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1所示,本连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具,包括壳体1和设置在壳体1内的模头2。壳体1上具有可供连续纤维带7穿入的进料口3和穿出的出料口4。壳体1包括上壳体11和下壳体12。上壳体11与下壳体12一端部相互铰接。模头2包括上模头21和下模头22,上模头21和下模头22分别固定在上壳体11和下壳体12上且可拆卸。当上模头21或下模头22浸渍面23的摩擦张力达不到所需的要求时,只需更换相对应的上模头21或下模头22即可,较为方便,同时也降低了所需的维修成本。
上模头21和下模头22均采用耐磨、耐高温的刚性材料制成。上模头21和下模头22均为一体式结构,制作也较为方便,而且采用耐磨、耐高温的刚性材料制成不易损坏,使用寿命长。上模头21和下模头22均具有呈波浪状的浸渍面23,上模头21的浸渍面23与下模头22的浸渍面23相对应设置且浸渍面23的波峰相互错位,上模头21与下模头22能够相互扣合形成浸渍通道24,进料口3和出料口4均与浸渍通道24相连通。波浪状浸渍面23的设计,使得连续纤维带7浸渍时接触的界面较大,同时连续纤维带7的各部分所受的摩擦张力均相同,热熔树脂在连续纤维带7上分散较为均匀,能够得到充分的浸渍,浸渍后的连续纤维带7能够保持笔直平滑,不会出现凹凸不平的现象,拉伸强度和张力均得到了大幅度的提升。
上壳体11和下壳体12上还均设有加热器。加热器为激光加热器或陶瓷红外加热器。通过加热器对上模头21和下模头22进行加热,使得浸渍通道24始终保持在一个适宜的温度,进入浸渍通道24的热熔树脂能够始终处于热熔状态,从而在连续纤维带7上分散更为均匀,得到充分的浸渍。
浸渍面23的波峰与波谷之间的垂直距离为15~25mm,浸渍面23上相邻两波谷之间的距离为0.3~5mm。本实施例浸渍面23的波峰与波谷之间的垂直距离为20mm,相邻两波谷之间的距离为3mm。
上模头21和下模头22的浸渍面23与端部之间还具有往壳体1两侧面方向倾斜的倾斜面25,上模头21和下模头22扣合后两倾斜面25之间形成进料口3。上模头21和下模头22上还具有由浸渍面23往出料口4方向弯折形成的导向面26,导向面26呈波浪状。出料口4设置在上壳体11或下壳体12靠近铰接处的侧面上。通过导向面26与出料口4的位置配合设计,从而使得出料口4与浸渍通道24之间形成一个拐角,方便浸渍过程中可根据线速度的调整使得连续纤维带7与浸渍面23之间保持一个最佳的摩擦张力范围,能够使得热熔树脂在连续纤维带7上分散更为均匀,得到充分的浸渍。
如图2所示,本连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法:先将模芯9设置在缠绕装置上;成卷的连续纤维带7定位在张紧装置5上;连续纤维带7依次穿过张紧装置5、浸渍模具、若干组压辊8与模芯9相连接。浸渍模具呈竖直设置,克服了重力对浸渍效果的影响,使热熔树脂能够均匀流到纤维表面,不会出现由于中间气泡或杂质的影响而使树脂出料不均匀、纤维浸渍不良及出现干纱的现象。扣合浸渍模具的上模头21和下模头22,使连续纤维带7的两侧分别紧贴上模头21和下模头22的浸渍面23并通过张紧装置5张紧。在张紧装置5和浸渍模具之间设置两个挤出机6,两个挤出机6分别位于连续纤维带7的两侧,出机挤出热熔的树脂等浸渍材料分别涂覆在连续纤维带7的两侧面,挤出机6在水平高度上呈高低错位设置,使得连续纤维带7能够保持较好的张紧状态,同时也保证了由两挤出机6挤出的热熔树脂能够均匀一致的分别涂覆在连续纤维带7的两侧面上。浸渍材料还可以为聚乙烯和聚氯乙烯等,挤出机6的挤出速度为50~150g/m2。
采用缠绕装置驱动模芯9旋转拉动连续纤维带7,涂覆有热熔树脂的连续纤维带7受波浪状浸渍面23摩擦张力的影响使得热熔树脂均匀的涂覆在连续纤维带7上充分浸渍,浸渍面23的摩擦张力为4.9N,在浸渍过程中同时采用加热器加热,加热的温度为200℃,浸渍完成后的连续纤维带7经压辊8滚压后缠绕在模芯9上,待冷却后脱模形成连续纤维增强热塑性浸渍带,制成的连续纤维增强热塑性浸渍带,拉伸强度提升了10%、张力均提升了15%。
实施例二
本实施例的浸渍模具的结构和浸渍方法均与实施例一相同,其不同之处在于:采用缠绕装置驱动模芯9旋转拉动连续纤维带7,涂覆有热熔树脂的连续纤维带7受波浪状浸渍面23摩擦张力的影响使得热熔树脂均匀的涂覆在连续纤维带7上充分浸渍,浸渍面23的摩擦张力为9.8N,在浸渍过程中同时采用加热器加热,加热的温度为275℃,制成的连续纤维增强热塑性浸渍带,拉伸强度提升了20%、张力均提升了20%。
实施例三
本实施例的浸渍模具的结构和浸渍方法均与实施例一相同,其不同之处在于:采用缠绕装置驱动模芯9旋转拉动连续纤维带7,涂覆有热熔树脂的连续纤维带7受波浪状浸渍面23摩擦张力的影响使得热熔树脂均匀的涂覆在连续纤维带7上充分浸渍,浸渍面23的摩擦张力为30N,在浸渍过程中同时采用加热器加热,加热的温度为300℃,制成的连续纤维增强热塑性浸渍带,拉伸强度提升了25%、张力均提升了30%。
实施例四
本实施例的浸渍模具的结构和浸渍方法均与实施例一相同,其不同之处在于:采用缠绕装置驱动模芯9旋转拉动连续纤维带7,涂覆有热熔树脂的连续纤维带7受波浪状浸渍面23摩擦张力的影响使得热熔树脂均匀的涂覆在连续纤维带7上充分浸渍,浸渍面23的摩擦张力为49N,在浸渍过程中同时采用加热器加热,加热的温度为350℃,制成的连续纤维增强热塑性浸渍带,拉伸强度提升了25%、张力均提升了30%。
实施例五
本实施例的浸渍模具的结构和浸渍方法均与实施例一相同,其不同之处在于:采用缠绕装置驱动模芯9旋转拉动连续纤维带7,涂覆有热熔树脂的连续纤维带7受波浪状浸渍面23摩擦张力的影响使得热熔树脂均匀的涂覆在连续纤维带7上充分浸渍,浸渍面23的摩擦张力为25N,在浸渍过程中同时采用加热器加热,加热的温度为250℃,制成的连续纤维增强热塑性浸渍带,拉伸强度提升了30%、张力均提升了25%。
实施例六
本实施例的浸渍模具的结构和浸渍方法均与实施例一相同,其不同之处在于:采用缠绕装置驱动模芯9旋转拉动连续纤维带7,涂覆有热熔树脂的连续纤维带7受波浪状浸渍面23摩擦张力的影响使得热熔树脂均匀的涂覆在连续纤维带7上充分浸渍,浸渍面23的摩擦张力为28N,在浸渍过程中同时采用加热器加热,加热的温度为280℃,制成的连续纤维增强热塑性浸渍带,拉伸强度提升了30%、张力均提升了30%。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了壳体1、上壳体11、下壳体12、模头2、上模头21、下模头22、浸渍面23、浸渍通道24、倾斜面25、导向面26、进料口3、出料口4、张紧装置5、挤出机6、连续纤维带7、压辊8、模芯9等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具,包括壳体(1)和设置在壳体(1)内的模头(2),所述壳体(1)上具有可供连续纤维带(7)穿入的进料口(3)和穿出的出料口(4),其特征在于,所述模头(2)包括上模头(21)和下模头(22),所述上模头(21)和下模头(22)均具有呈波浪状的浸渍面(23),所述上模头(21)的浸渍面(23)与下模头(22)的浸渍面(23)相对应设置且浸渍面(23)的波峰相互错位,所述上模头(21)与下模头(22)能够相互扣合形成浸渍通道(24),所述进料口(3)和出料口(4)均与上述浸渍通道(24)相连通。
2.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具,其特征在于,所述浸渍面(23)的波峰与波谷之间的垂直距离为15~25mm,相邻两波谷之间的距离为0.3~5mm。
3.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具,其特征在于,所述壳体(1)包括上壳体(11)和下壳体(12),所述上模头(21)和下模头(22)分别固定在上壳体(11)和下壳体(12)上且可拆卸,所述上壳体(11)与下壳体(12)一端部相互铰接。
4.根据权利要求3所述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具,其特征在于,上模头(21)和下模头(22)的浸渍面(23)与端部之间还具有往壳体(1)两侧面方向倾斜的倾斜面(25),所述上模头(21)和下模头(22)扣合后两倾斜面(25)之间形成进料口(3)。
5.根据权利要求4所述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具,其特征在于,所述出料口(4)设置在上壳体(11)或下壳体(12)靠近铰接处的侧面上。
6.根据权利要求3或4或5所述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具,其特征在于,所述模头(2)和下模头(22)上还具有由浸渍面(23)往出料口(4)方向弯折形成的导向面(26),所述导向面(26)呈波浪状。
7.一种连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法,浸渍模具包括加热器和具有波浪状浸渍面(23)的上模头(21)和下模头(22),其特征在于,该方法包括以下步骤:
a、模芯(9)设置在缠绕装置上;成卷的连续纤维带(7)定位在张紧装置(5)上;连续纤维带(7)依次穿过张紧装置(5)、浸渍模具与模芯(9)相连接,浸渍模具呈竖直设置;
b、扣合浸渍模具的上模头(21)和下模头(22),使连续纤维带(7)的两侧分别紧贴上模头(21)和下模头(22)的浸渍面(23)并通过张紧装置(5)张紧;
c、在张紧装置(5)和浸渍模具之间设置两个挤出机(6),两个挤出机(6)分别位于连续纤维带(7)的两侧,挤出机(6)挤出热熔的树脂分别涂覆在连续纤维带(7)的两侧面;
d、采用缠绕装置驱动模芯(9)旋转拉动连续纤维带(7),涂覆有热熔树脂的连续纤维带(7)受波浪状浸渍面(23)摩擦张力的影响使得热熔树脂均匀的涂覆在连续纤维带(7)上充分浸渍,在浸渍过程中同时采用加热器加热;
e、浸渍完成后的连续纤维带(7)缠绕在模芯(9)上待冷却后脱模形成连续纤维增强热塑性浸渍带。
8.根据权利要求7所述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法,其特征在于,所述步骤c中的挤出机(6)在水平高度上呈高低错位设置。
9.根据权利要求7或8所述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法,其特征在于,所述步骤d中浸渍面(23)的摩擦张力为4.9~49N。
10.根据权利要求9所述的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍方法,其特征在于,所述步骤d中加热的温度为200~350℃。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106113531A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-11-16 | 宁波华业材料科技有限公司 | 一种防卷翘cfrt单向带复合片材的生产工艺 |
CN106903906A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-06-30 | 北京化工大学 | 一种连续纤维增强热塑性树脂熔融浸渍装置及制备方法 |
CN108724525A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-11-02 | 武汉海威船舶与海洋工程科技有限公司 | 连续纤维增强热塑性复合材料单向预浸带制备设备和方法 |
CN109808197A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-28 | 江苏集萃先进高分子材料研究所有限公司 | 一种连续纤维增强热塑性复合材料成型装置 |
CN113232331A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-08-10 | 山东国维复合材料科技有限公司 | 一种热塑性复合材料的连续生产设备 |
CN113414900A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-09-21 | 广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院 | 一种线材浸胶固化的装置 |
CN114872344A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-08-09 | 郑州翎羽新材料有限公司 | 热塑性复合材料缠绕装备 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1037679A (zh) * | 1988-05-09 | 1989-12-06 | 阿托化学公司 | 用长纤维增强的热塑性树脂的制备方法 |
JPH02230108A (ja) * | 1988-04-06 | 1990-09-12 | Bicc Plc | 光ケーブルのための円周方向に剛性を有する可撓チューブの製作方法 |
US20070125301A1 (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-07 | Xixian Zhou | System and die for forming a continuous filament reinforced structural plastic profile by pultrusion/coextrusion |
CN101439586A (zh) * | 2008-12-18 | 2009-05-27 | 李长城 | 连续纤维增强塑料预浸料的制造方法及其所用的浸渍模具 |
CN102218829A (zh) * | 2011-05-09 | 2011-10-19 | 山东理工大学 | 连续/长纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具及其使用方法 |
WO2012141689A1 (en) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | Ticona Llc | Impregnation section of die and method for impregnating fiber rovings |
-
2014
- 2014-02-12 CN CN201410048878.2A patent/CN103753831A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02230108A (ja) * | 1988-04-06 | 1990-09-12 | Bicc Plc | 光ケーブルのための円周方向に剛性を有する可撓チューブの製作方法 |
CN1037679A (zh) * | 1988-05-09 | 1989-12-06 | 阿托化学公司 | 用长纤维增强的热塑性树脂的制备方法 |
US20070125301A1 (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-07 | Xixian Zhou | System and die for forming a continuous filament reinforced structural plastic profile by pultrusion/coextrusion |
CN101439586A (zh) * | 2008-12-18 | 2009-05-27 | 李长城 | 连续纤维增强塑料预浸料的制造方法及其所用的浸渍模具 |
WO2012141689A1 (en) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | Ticona Llc | Impregnation section of die and method for impregnating fiber rovings |
CN102218829A (zh) * | 2011-05-09 | 2011-10-19 | 山东理工大学 | 连续/长纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具及其使用方法 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106113531A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-11-16 | 宁波华业材料科技有限公司 | 一种防卷翘cfrt单向带复合片材的生产工艺 |
CN106903906A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-06-30 | 北京化工大学 | 一种连续纤维增强热塑性树脂熔融浸渍装置及制备方法 |
CN106903906B (zh) * | 2017-04-27 | 2019-04-16 | 北京化工大学 | 一种连续纤维增强热塑性树脂熔融浸渍装置及制备方法 |
CN108724525A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-11-02 | 武汉海威船舶与海洋工程科技有限公司 | 连续纤维增强热塑性复合材料单向预浸带制备设备和方法 |
CN109808197A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-28 | 江苏集萃先进高分子材料研究所有限公司 | 一种连续纤维增强热塑性复合材料成型装置 |
CN109808197B (zh) * | 2019-01-30 | 2023-06-27 | 江苏集萃先进高分子材料研究所有限公司 | 一种连续纤维增强热塑性复合材料成型装置 |
CN113414900A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-09-21 | 广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院 | 一种线材浸胶固化的装置 |
CN113232331A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-08-10 | 山东国维复合材料科技有限公司 | 一种热塑性复合材料的连续生产设备 |
CN114872344A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-08-09 | 郑州翎羽新材料有限公司 | 热塑性复合材料缠绕装备 |
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