CN104669647A - 增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备及其制备方法,包括第一涂膜机构、第二涂膜机构、辊压浸渍机构、分切机构、冷却机构和收卷机构,第一涂膜机构与第二涂膜机构呈并联形式设置并且与辊压浸渍机构、分切机构、冷却机构和收卷机构按顺序连接。通过上述设备采用如下步骤放纱架放纱—纤维张紧预处理—纤维加热预处理—淋膜预浸—压合预浸—分切收卷,从而得到最终成品。本发明能一次性生产得到0.6~1.0mm厚的预浸带材,解决了在保证带材拉伸性能的同时生产厚的预浸带的问题,减少了后期带材的叠放所需的单片带材的使用量,特别适用于连续纤维增强热塑性缠绕管道的制造,使后期工序简化,提高了企业的加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及连续纤维预浸带领域,具体涉及一种增厚型连续纤维增强热塑性复合材料预浸带的制备设备及其制备方法。
背景技术
连续纤维增强热塑性复合材料预浸带具有优异的机械性能如高韧性、损伤容限、模量、耐冲击性能等使得其使用寿命长久,并具有相对较低的密度和可二次加工和回收利用等方面的优势。该片材或带材可广泛应用于制备高强度板材、运动器械、汽车零部件、民用部件等,实现了真正意义上的以塑代钢。因此近几年来得到了巨大的发展,相应的制备技术也得到了重大的突破。
中国专利CN101474868B公开了一种连续纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带制备设备及应用,它采用双挤出流延机,使得熔融树脂对连续纤维带的两面均进行预浸渍操作,从而得到连续纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带。采用该设备制作形成的带材均为单层连续纤维带,其厚度一般只为0.2~0.4mm之间,为了使后期带材的叠放工序简单化,希望将单片带材的厚度加厚从而减少单片带材的使用量,同时特别针对连续纤维增强热塑性缠绕管道,由于需要达到管材的爆破压力,往往需要缠绕多层的连续纤维预浸带,如果带材薄则需要进行多次缠绕,对整体生产线设计及工艺稳定性有极大的挑战,因此往往需要高强度加厚的预浸带,而若采用此设备将预浸带材进一步做厚,则会影响玻璃纤维纱展纱的效果,而玻璃纤维的展开性直接决定了树脂的融合性,因此,会进一步影响带材的拉伸强度。而如何做到将带材的厚度增大的同时保持其带材的拉伸性能,一直是行业中亟待解决的问题。
因此,上述问题是在对增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备和制备方法在设计和加工过程中应当予以考虑并解决的问题。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明提供增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备及其制备方法。
本发明的技术解决方案是:增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备,包括第一涂膜机构、第二涂膜机构、辊压浸渍机构、分切机构、冷却机构和收卷机构,所述第一涂膜机构与所述第二涂膜机构呈并联形式设置并且与所述辊压浸渍机构、所述分切机构、所述冷却机构和所述收卷机构按顺序连接。
本发明的进一步改进在于:所述第一涂膜机构与所述第二涂膜机构结构相同,均包括放纱架、张力调节装置、前排纱装置、预加热烘箱、后排纱装置和淋膜预浸装置,以上各单元按顺序依次连接,所述淋膜预浸装置包括挤出流延机和牵引辊,所述挤出流延机为单模头挤出流延机。
本发明的进一步改进在于:所述辊压浸渍机构包括加热压合预浸装置和冷却压合预浸装置,所述加热压合预浸装置由多组被加热的辊轴组成,所述冷却压合预浸装置由多组起到冷却作用的辊轴组成。
本发明的进一步改进在于:所述冷却机构由多组冷风机组成。
本发明的进一步改进在于:一种应用上述增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备的制备方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
a.淋膜预浸:所述第一涂膜机构和所述第二涂膜机构同时同步展开预浸渍操作;
b.压合预浸:经过所述第一涂膜机构和所述第二涂膜机构预浸渍后的连续纤维带重叠放置导入所述辊压浸渍机构,淋膜预浸渍后的连续纤维带分别经过加热压合预浸装置和冷却压合预浸装置后导入分切机构;
c.分切收卷:采用分切机构对连续纤维带进行分切,再经由冷却机构的冷风机进一步冷却,最后经由收卷机构进行收卷操作。
本发明的进一步改进在于:所述步骤a淋膜预浸操作的具体步骤为:连续纤维从放纱架上引出后经过张力调节装置,再经由前排纱装置将玻璃纤维按顺序进行排列整齐,然后采用预加热烘箱对连续纤维进行预热操作,预热后的连续纤维再次通过后排纱装置牵引到所述牵引辊上,并与挤出流延机相接触,所述挤出流延机的挤出料落在连续纤维即将复合的上表面上。
本发明的进一步改进在于:所述预加热烘箱采用红外加热的方式,并且所述预加热烘箱的预加热温度介于树脂的熔融温度与连续纤维带表面处理剂的破坏温度之间。
本发明的进一步改进在于:所述挤出流延机的挤出料为热塑性树脂,并采用单螺杆或双螺杆挤出机对热塑性树脂进行供料,所述挤出流延机可通过调节螺杆转速或喂料速度控制热塑性树脂的挤出量和挤出速度。
本发明的进一步改进在于:保持所述辊压浸渍机构的加热压合预浸装置中多组辊轴的表面温度使得树脂处于熔融状态。
本发明的进一步改进在于:所述步骤c连续纤维带经由分切机构分切后采用分别对应多组连续纤维预浸带的多组左右牵引辊进行导出再进行冷却、收卷。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明提供了连续纤维预浸带的制备设备及其制备方法,采用第一涂膜机构与第二涂膜机构并联的方式,然后使用一套后续的压合及冷却工艺,将两边单独进行淋膜浸渍后的连续纤维带叠合到一起,即每台涂膜机构各生产0.3~0.5mm之间的连续纤维带,然后左右叠合到,并通过辊压浸渍机构的压合预浸操作从而一次性生产得到0.6~1.0mm厚的预浸带材。解决了在保证带材拉伸性能的同时生产厚的预浸带的问题,减少了后期带材的叠放所需的单片带材的使用量,从而使后期工序简化,特别适用于连续纤维增强热塑性缠绕管道的制造,提高了企业的加工效率。
附图说明
图1是本发明增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备的结构示意图。
其中,1-第一涂膜机构,2-第二涂膜机构,3-辊压浸渍机构,4-分切机构,5-冷却机构,6-收卷机构,7-放纱架,8-张力调节装置,9-前排纱装置,10-预加热烘箱,11-淋膜预浸装置,12-挤出流延机,13-牵引辊,14-加热压合预浸装置,15-冷却压合预浸装置,16-后排纱装置。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述,该实施例仅用于解释本发明,并不对本发明的保护范围构成限定。
本实施例提供增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备及其制备方法,如图1所示,增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备,包括第一涂膜机构1、第二涂膜机构2、辊压浸渍机构3、分切机构4、冷却机构5和收卷机构6,所述第一涂膜机构1与所述第二涂膜机构2呈并联形式设置并且与所述辊压浸渍机构3、所述分切机构4、所述冷却机构5和所述收卷机构6按顺序连接。上述设备采用如下步骤进行操作:
a.淋膜预浸:所述第一涂膜机构1和所述第二涂膜机构2同时同步展开预浸渍操作;
b.压合预浸:经过所述第一涂膜机构1和所述第二涂膜机构2预浸渍后的连续纤维带重叠放置导入所述辊压浸渍机构3,后导入分切机构4;
c.分切收卷:采用分切机构4对连续纤维带进行分切,再经由冷却机构5进一步冷却,最后经由收卷机构6进行收卷操作。
第一涂膜机构1与第二涂膜机构2并联,然后使用一套后续的压合及冷却工艺,将两边单独进行淋膜浸渍后的连续纤维带叠合到一起,即每台挤出机构各生产0.3~0.5mm之间的连续纤维带,然后左右叠合到,并通过辊压浸渍机构3的压合预浸操作从而一次性生产得到0.6~1.0mm厚的预浸带材。解决了在保证带材拉伸性能的同时生产厚的预浸带的问题,减少了后期带材的叠放所需的单片带材的使用量,从而使后期工序简化,特别适用于连续纤维增强热塑性缠绕管道的制造,提高了企业的加工效率。
所述第一涂膜机构1与所述第二涂膜机构2结构相同,均包括放纱架7、张力调节装置8、前排纱装置9、预加热烘箱10、后排纱装置16和淋膜预浸装置11,以上各单元按顺序依次连接,所述淋膜预浸装置11包括挤出流延机12和牵引辊13,所述挤出流延机12为单模头挤出流延机12。所述步骤a淋膜预浸操作的具体步骤为:连续纤维从放纱架7上引出后经过张力调节装置8,再经由前排纱装置9将玻璃纤维按顺序进行排列整齐,然后采用预加热烘箱10对连续纤维进行预热操作,预热后的连续纤维再次通过后排纱装置16牵引到所述牵引辊13上,并与挤出流延机12相接触,所述挤出流延机12的挤出料落在连续纤维即将复合的上表面上。所述预加热烘箱10采用红外加热的方式,并且所述预加热烘箱10的预加热温度介于树脂的熔融温度与连续纤维带表面处理剂的破坏温度之间。所述挤出流延机12的挤出料为热塑性树脂,并采用单螺杆或双螺杆挤出机对热塑性树脂进行供料,所述挤出流延机12可通过调节螺杆转速或喂料速度控制热塑性树脂的挤出量和挤出速度。
所述辊压浸渍机构3包括加热压合预浸装置14和冷却压合预浸装置15,所述加热压合预浸装置14由多组被加热的辊轴组成,所述冷却压合预浸装置15由多组起到冷却作用的辊轴组成。保持所述辊压浸渍机构3的加热压合预浸装置14中多组辊轴的表面温度使得树脂处于熔融状态。所述步骤b中淋膜预浸渍后的连续纤维带分别经过加热压合预浸装置14和冷却压合预浸装置15导入分切机构4。
所述冷却机构5由多组冷风机组成。所述步骤c连续纤维带经由分切机构4分切后采用分别对应多组连续纤维预浸带的多组左右牵引辊13进行导出再采用冷风机进行冷却、最后收卷。
除以上所述外,本发明还可以有其他实施方式,在此不一一赘述。凡是采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备,其特征在于:包括第一涂膜机构、第二涂膜机构、辊压浸渍机构、分切机构、冷却机构和收卷机构,所述第一涂膜机构与所述第二涂膜机构呈并联形式设置并且与所述辊压浸渍机构、所述分切机构、所述冷却机构和所述收卷机构按顺序连接。
2.根据权利要求1所述的增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备,其特征在于:所述第一涂膜机构与所述第二涂膜机构结构相同,均包括放纱架、张力调节装置、前排纱装置、预加热烘箱、后排纱装置和淋膜预浸装置,以上各单元按顺序依次连接,所述淋膜预浸装置包括挤出流延机和牵引辊,所述挤出流延机为单模头挤出流延机。
3.根据权利要求1所述的增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备,其特征在于:所述辊压浸渍机构包括加热压合预浸装置和冷却压合预浸装置,所述加热压合预浸装置由多组被加热的辊轴组成,所述冷却压合预浸装置由多组起到冷却作用的辊轴组成。
4.根据权利要求1所述的增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备,其特征在于:所述冷却机构由多组冷风机组成。
5.一种应用如权利要求1所述的增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备设备的制备方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
a.淋膜预浸:所述第一涂膜机构和所述第二涂膜机构同时同步展开预浸渍操作;
b.压合预浸:经过所述第一涂膜机构和所述第二涂膜机构预浸渍后的连续纤维带重叠放置导入所述辊压浸渍机构,淋膜预浸渍后的连续纤维带分别经过加热压合预浸装置和冷却压合预浸装置后导入分切机构;
c.分切收卷:采用分切机构对连续纤维带进行分切,再经由冷却机构的冷风机进一步冷却,最后经由收卷机构进行收卷操作。
6..根据权利要求5所述的增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备方法,其特征在于:所述步骤a淋膜预浸操作的具体步骤为:连续纤维从放纱架上引出后经过张力调节装置,再经由前排纱装置将玻璃纤维按顺序进行排列整齐,然后采用预加热烘箱对连续纤维进行预热操作,预热后的连续纤维再次通过后排纱装置牵引到所述牵引辊上,并与挤出流延机相接触,所述挤出流延机的挤出料落在连续纤维即将复合的上表面上。
7.根据权利要求5所述的增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备方法,其特征在于:所述预加热烘箱采用红外加热的方式,并且所述预加热烘箱的预加热温度介于树脂的熔融温度与连续纤维带表面处理剂的破坏温度之间。
8.根据权利要求5所述的增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备方法,其特征在于:所述挤出流延机的挤出料为热塑性树脂,并采用单螺杆或双螺杆挤出机对热塑性树脂进行供料,所述挤出流延机可通过调节螺杆转速或喂料速度控制热塑性树脂的挤出量和挤出速度。
9.根据权利要求5所述的增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备方法,其特征在于:保持所述辊压浸渍机构的加热压合预浸装置中多组辊轴的表面温度使得树脂处于熔融状态。
10. 根据权利要求5所述的增厚型连续纤维热塑性预浸带的制备方法,其特征在于:所述步骤c连续纤维带经由分切机构分切后采用分别对应多组连续纤维预浸带的多组左右牵引辊进行导出再进行冷却、收卷。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150603 |