CN110900883B - 干态织物中间体及其制备装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种干态织物中间体及其制备装置和方法，装置包括第一放卷系统、第一张力调节系统、喷涂系统、溶剂排除系统、第二放卷系统、第二张力调节系统、复合系统和收卷系统。制备时，通过第一放卷系统、第一张力调节系统、喷涂系统和溶剂排除系统，得到表面具有定性剂膜的第二改进离型纸；以及通过括第二放卷系统、第二张力系统、复合系统，使得第二改进离型纸与干态织物压紧贴合，利用离型纸自身特性，将定型剂膜覆于干态纤维织物上。本发明能够解决传统干态织物中间体手工涂刷工艺效率低、环境差、制备的干态织物中间体黏性小以及定型剂用量大导致的渗入纤维内部的定型剂材料严重影响树脂的流动和最终复合材料力学性能等问题。

Description

干态织物中间体及其制备装置和方法

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种干态织物中间体及其制备装置和方法，尤其涉及一种复合材料液态成型工艺中的干态织物中间体及其制备装置和方法。

背景技术

复合材料低成本液态成型工艺(如RTM、VARI等)已经广泛应用于复合材料各个技术领域，并逐步由生产次承力结构件向主承力结构件方向发展。而复合材料液态成型工艺中有一项关键技术就是产品纤维预成型体的制备技术。纤维预成型体需要大量使用干态碳纤维织物或玻璃纤维织物，干态纤维织物由于没有像预浸料一样浸胶，因此很容易出现变形而导致纤维屈曲、铺层角度偏斜等，并直接影响产品预成型质量及最终产品的质量。因此，在制备纤维预成型体时必须对纤维织物进行预定型处理，经过预定型处理过的干态织物被称作为干态织物中间体。

传统的干态织物中间体的制备方法是将纤维预定型剂直接手工涂刷在纤维上，待溶剂挥发后纤维变硬，尽管裁减铺层时纤维变形量会比不定型时变小，但由于该方法会使大量定型剂随着溶剂渗入纤维束内部，不仅使织物层与层之间粘接力偏小，而且渗入纤维内部的定型剂还会影响液态成型时树脂在纤维内部的流动，并最终影响产品的成型质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种干态织物中间体及其制备装置和方法。能够解决传统干态织物中间体手工涂刷工艺效率低、环境差、制备的干态织物中间体黏性小以及定型剂用量大导致的定型剂材料渗入纤维内部严重影响RTM树脂的流动和最终复合材料力学性能等问题。

技术解决方案如下：

根据一方面，提供一种用于制备干态织物中间体的装置，装置包括第一放卷系统、第一张力调节系统、喷涂系统、溶剂排除系统、第二放卷系统、第二张力调节系统、复合系统和收卷系统，其中：

第一放卷系统用于离型纸的放置与展开；

第一张力调节系统用于控制从第一放卷系统引出的离型纸的展平和张紧以及沿第一设定路线经过喷涂系统；

喷涂系统用于对离型纸的一侧表面喷涂定型剂溶液，以获取一侧表面具有定性剂溶液的第一改进离型纸；

溶剂排除系统用于将第一改进离型纸上的定型剂溶液中的溶剂去除，以获取一侧表面具有定型剂膜的第二改进离型纸；以及，

第二放卷系统用于干态织物的放置与展开；

第二张力调节系统用于控制从第二放卷系统引出的干态织物的展平和张紧以及沿第二设定路线进入复合系统；

复合系统用于将第二改进离型纸与经过第二张力调节辊的干态织物压紧贴合，以获取表面覆有定型剂膜的干态织物；

收卷系统用于对经过复合系统所获取的覆有定型剂膜的干态织物和离型纸进行收卷。

进一步地，第一张力调节系统包括多个第一导向辊和第一张力调节组件，所述多个第一导向辊用于调整离型纸运行方向，所述第一张力调节组件用于对所述离型纸施加张力以使其张紧和展平，第二张力调节系统包括多个第二导向辊和第二张力调节组件，多个第二导向辊用于调整干态织物运行方向，所述第一张力调节组件用于对所述干态织物施加张力以使其张紧和展平。

进一步地，喷涂系统包括料桶和至少一个喷枪，料桶用于向至少一个喷枪提供定型剂溶液，至少一个喷枪用于对离型纸的一侧表面喷涂定型剂溶液。

进一步地，喷涂系统还包括伺服运动组件，用于控制至少一个喷枪实现往复运动及运动速度调整。

进一步地，溶剂排除系统包括加热组件和排风组件，加热组件用于对一侧表面喷涂有定型剂溶液的离型纸加热以实现定型剂溶液中的溶剂气化；排风组件用于将气化的溶剂排出。

进一步地，复合系统包括至少一道压辊组件，压辊组件由两个相对设置的压辊构成。

进一步地，装置包括至少一个导向辊，导向辊设置在复合系统和收卷系统之间，用于将经过复合系统所获取的覆有定型剂膜的干态织物和离型纸导入收卷系统。

根据另一方面，提供一种制备干态织物中间体的方法，使用上述的装置进行，方法包含以下步骤：

离型纸放置在第一放卷系统上并展开，并将展开后的离型纸从第一放卷系统引出后进入第一张力调节系统，经第一张力调节系统控制进入喷涂系统，然后通过喷涂系统对离型纸的一侧表面喷涂定性剂溶液得到第一改进离型纸，再经溶剂排除系统将第一改进离型纸上的定性剂溶液中的溶剂去除得到第二改进离型纸；

干态织物放置在第二放卷系统上并展开，并将展开后的干态织物从第二放卷系统引出后进入第二张力调节系统，经第二张力调节系统控制进入复合系统；

以及，

将第二改进离型纸和经过第二调节系统的干态织物在复合系统中进行压紧贴合得到表面覆有定型剂膜的干态织物，经过复合系统得到的表面覆有定型剂膜的干态织物和离型纸通过收卷系统收卷即可获取单面粘形的干态织物中间体。

进一步地，上述方法还包括：以单面粘性的干态织物中间体为原料，采用上述方法中的步骤制备双面粘性的干态织物中间体。

根据再一方面，提供一种干态织物中间体，使用上述装置或制备而成。

应用上述技术方案，在干态织物中间体制备中引入离型纸，一方面通过配置装置包括第一放卷系统、第一张力系统、喷涂系统和溶剂排除系统，得到表面具有定型剂膜的离型纸；另一方面，通过配置装置包括第二放卷系统、第二张力系统、复合系统，使得表面具有定型剂膜的离型纸与干态织物压紧贴合，利用离型纸自身特性，将定型剂覆于干态纤维织物上，得到具有预浸料裁剪和铺敷工艺性的干态织物中间体。本发明装置和方法可以实现干态纤维织物中间体的连续批量生产，满足大批量RTM复合材料预成型体的制备要求，生产效率比传统手工涂刷定型剂的方法大幅提高，优化了工作环境。此外，由于定型剂在覆于干态织物之前已经将溶剂排除，即本发明还有效克服了传统定型方法直接在干态织物上涂刷定型剂导致定型剂材料渗入纤维内部而导致干态织物中间体黏性偏小或定型剂用量过多而严重影响复合材料力学性能等问题。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例1提供的用于制备干态织物中间体的装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例提供的喷枪喷涂轨迹示意图；

上述附图包括以下附图标记：

1、第一放卷系统；2、第一张力调节系统；3、喷涂系统；4、溶剂排除系统；5、第二放卷系统；6、第二张力调节系统；7、第三导向辊；8、复合系统；9、第四导向辊；10、收卷系统；11、离型纸；12、干态织物；21、第一导向辊；22、第一张力调节组件；31、料筒；32、第一箱体；33、第一支撑平台；41、排风组件；42、加热组件；43、第二箱体；44、第二支撑平台；61、第二导向辊；62、第二张力调节组件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1所示，根据本发明实施例提供了一种用于制备干态织物中间体的装置，装置包括第一放卷系统1、第一张力调节系统2、喷涂系统3、溶剂排除系统4、第二放卷系统5、第二张力调节系统6、复合系统8和收卷系统10；其中，第一放卷系统1用于离型纸11的放置与展开；第一张力调节系统2用于控制从第一放卷系统1引出的离型纸11的展平和张紧以及沿第一设定路线经过喷涂系统3；喷涂系统3用于离型纸11的一侧表面喷涂定型剂溶液，以获取一侧表面具有定性剂溶液的第一改进离型纸；溶剂排除系统4用于用于将第一改进离型纸上的定型剂溶液中的溶剂去除，以获取一侧表面具有定型剂膜的第二改进离型纸；第二放卷系统5用于干态织物12的放置与展开；第二张力调节系统6用来控制从第二放卷系统5引出的干态织物12展平和张紧以及沿第二设定路线进入复合系统8；复合系统8用于于将第二改进离型纸与经过第二张力调节辊的干态织物压紧贴合，以获取表面覆有定型剂膜的干态织物；收卷系统10用于对经过复合系统8所获取的覆有定型剂膜的干态织物和离型纸进行收卷。

本发明实施例通过在干态织物制备中引入离型纸，一方面通过配置装置包括第一放卷系统1、第一张力调节系统2、喷涂系统3和溶剂排除系统4，得到表面具有定型剂膜的离型纸11；另一方面，通过配置装置包括第二放卷系统5、第二张力调节系统6、复合系统8，使得表面具有定型剂膜的离型纸11与干态织物12压紧贴合，利用离型纸11自身特性，将定型剂膜覆于干态织物12上，得到具有预浸料裁剪和铺敷工艺性的干态织物中间体。本发明装置和方法可以实现干态纤维织物中间体的连续批量生产，满足大批量RTM复合材料预成型体的制备要求，生产效率比传统手工涂刷定型剂的方法大幅提高，优化了工作环境。此外，由于定型剂在覆于干态织物12之前已经将溶剂排除，即本发明还有效克服了传统定型方法直接在干态织物上涂刷定型剂导致定型剂材料渗入纤维内部而导致干态织物中间体黏性偏小或定型剂用量过多而严重影响复合材料力学性能等问题。

在本发明实施例中，干态织物中间体尤其是指复合材料液态成型工艺中的干态织物，例如其原材料涉及干态碳纤维织物、玻璃纤维织物等。本发明实施例所提供装置尤其适用于制备基于该干态纤维织物和玻璃纤维织物的中间体。

本发明实施例中，为了实现第一张力调节系统2控制离型纸11的展开和张紧以及沿第一设定路线经过喷涂系统3，第一张力调节系统2可以配置包括多个第一导向辊21和第一张力调节组件22，通过多个第一导向辊21和第一张力调节组件22调整所述离型纸的张力及运行方向以实现第一张力调节系统2对离型纸11的控制，具体的：

第一张力调节组件22置于多个第一导向辊21之间，其至少包括互相配合的一导向辊和设置在该导向辊上的弹性伸缩组件，上述离型纸11通过多个第一导向辊21以及第一张力调节组件22中的导向辊，并通过弹性伸缩组件施加压力给与其相互配合的导向辊，以控制该导向辊压向离型纸11使离型纸11在通过的导向辊上展平和张紧。此外，为了实现第一张力调节组件施加压力，需控制离型纸11同侧通过上述多个第一导向辊21，并且，当离型纸11从多个第一导向辊21上侧面通过该多个导向辊时，第一张力调节组件22需向下施加压力，反之，则需向上施加压力。在离型纸11展开与张紧的基础上，只需要调节多个第一导向辊21的位置即可保证离型纸11沿第一设定路线经过喷涂系统3。

本发明实施例中，第二张力调节系统6包括多个第二导向辊61和第二张力调节组件，其设计与第一张力调节系统2的设计原理一致，目的在于用来控制干态织物12的展平和张紧以及沿第二设定路线进入复合系统8。

在本实施例中，如图1所示，配置第一张力调节系统2包括两个第一导向辊21，其中，第一张力调节组件22设置在两个第一导向辊21之间。离型纸11依次通过其中一个第一导向辊21、第一张力调节组件22的导向辊和另一个第一导向辊21，并且位于两个第一导向辊21的上侧面，位于第一张力调节组件22的导向辊的下侧面，通过弹性伸缩组件施加压力来调整离型纸11张力以控制其展平和张紧。

在本实施例中，第二张力调节系统6包括两个第二导向辊61和第二张力调节组件62，其中，第二张力调节组件62设置在两第二导向辊61之间。干态织物12依次通过其中一个第二导向辊61、第二张力调节组件62的导向辊和另一个第二导向辊63，并且位于两第二导向辊61的上侧面，位于第二张力调节组件62的导向辊的下侧面，通过弹性伸缩组件施加压力来调整干态织物12张力以控制其展平和张紧。

本发明上述涉及的沿第一设定路径通过喷涂系统3即指控制离型纸11能够准确进入喷涂系统3并在喷涂系统3内完成定型剂的喷涂。

本发明实施例中，为了实现将定型剂溶液喷涂在离型纸11的表面，喷涂系统3配置为包括料筒31和至少一个喷枪(图中未示出)，料筒31用于向至少一个喷枪提供定型剂溶液，至少一个喷枪用于对离型纸11的一侧表面喷涂定型剂溶液。

在本实施例中，为了避免定型剂溶液喷涂过程暴露在外以及实现料筒31的固定，喷涂系统3还包括第一箱体32，料筒31设置在第一箱体32上，优选的，设置两把喷枪，两把喷枪置于第一箱体32内，第一箱体32具有第一开口和第二开口，其中，离型纸11在第一张力调节系统2的控制下依次经过第一开口和第二开口贯穿整个第一箱体32，并在上述两把喷枪的作用下，在第一箱体32内完成喷涂。

在本实施例中，所涉及的沿第一设定路径通过喷涂系统3即指控制离型纸11依次经过第一开口和第二开口，并在第一箱体32内运行中能够完成表面定型剂溶液的喷涂。

在本实施例中，为了保证离型纸11在第一箱体32内的稳定运行，上述喷涂系统3还包括第一支撑平台33，第一支撑平台33位于第一箱体32内部，上述离型纸11在第一箱体32内运行时，该第一支撑平台33对离型纸11起支撑作用。

在本实施例中，为了实现定型剂流量调节，上述料筒31上还设置有定型剂流量调节阀。

在本实施例中，为了实现定型剂溶液喷涂的均匀性，喷涂系统3还包括伺服运动组件(图中未示出)，以用于控制两把喷枪实现往复运动及运动速度调整，进而实现喷涂的均匀。其中，如图2所示，两把喷枪可垂直于离型纸11的传动方向运动，对离型纸11进行叠加式喷涂，将定型剂均匀喷涂在传动的离型纸11上。

在本实施例中，两把喷枪上设置流量调节阀与压力调节阀，用来控制定型剂的喷涂剂量。通过调节喷枪流量调节阀、压力调节阀、调节喷枪的往复速度、控制离型纸11的运行速度，保证定型剂喷涂量恒定、均匀。

经过上述喷涂系统3即得到了第一改进离型纸。

本发明实施例中，为了实现第一改进离型纸上的定型剂溶液中的溶剂的排除，配置溶剂排除系统4至少包括加热组件42和排风组件41，其中，加热组件42用于对第一改进离型纸加热以实现第一改进离型纸上的定型剂溶剂气化；排风组件41用于将气化的定型剂溶剂排出。

在本实施例中，为了实现加热组件42和排风组件41的安装，溶剂排除系统4还包括第二箱体43，加热组件42包括加热装置和导热管，导热管设置在箱体内部，导热管内装有导热油，加热装置放置在第二箱体43外部，连接导热管，对导热油进行加热；排风组件41包括排风装置和排风管路，排风装置设置在第二箱体43箱体外部，排风管路联通第二箱体43内部和外部，排风管路在第二箱体43内部设多个排气口，排风装置连接排风管路，在排风装置的吸力作用下，第二箱体43内的气化的定型剂溶剂通过排气口进入排风管路，进而排出第二箱体43。并且，第二箱体43还具有三开口和第四开口，第一改进离型纸依次通过第三开口和第四开口贯穿于整个第二箱体43，并在上述加热组件42和排风组件41的作用下，在第二箱体43内完成溶剂的排除。

在本实施例中，为了保证第一改进离型纸在第二箱体43内的稳定运行，溶剂排除系统4还包括第二支撑平台44，位于第二箱体43内部，上述第一改进离型纸在第二箱体43内运行时，该第二支撑平台44对第一改进离型纸起支撑作用。此外，为了装置的紧凑性，将上述导热管置于第二支撑平台44内并沿第二支撑平台44的长度方向设置，以对经过第二支撑平台44的第一改进离型纸进行加热。

优选的，加热装置使用模温机。

优选的，为了保证第一改进离型纸上定型剂溶剂全部排出，可加长第二箱体43的长度，即增加第三开口到第四开口之间的距离。

本实施例中，通过设置的溶剂排除系统4，第一改进离型纸经过第二箱体43后，经过第二箱体43内的加热组件42加热和排风组件41排风之后，在离型纸11表面形成一定厚度的具有较大黏性的定型剂膜，即得到第二改进离型纸。

本发明实施例中，为了实现将上述定型剂膜覆于干态织物12上，复合系统8可以配置包括至少一道压辊组件，该压辊组件由两个相对设置的压辊构成，通过两个相对设置的压辊对经过溶剂排除系统4得到的第二改进离型纸和经过第二张力调节系统6的干态织物12进行施压，使第二改进离型纸具有定性剂膜的一侧面与干态织物12充分接触，并使定型剂膜尽量保留在干态织物12表面。

在本实施例中，为了保证定型剂膜更好地覆于干态织物12上，复合系统8优选包括两道压辊组件。

本发明实施例中，为了控制干态织物12准确进入复合系统8，在复合系统8和第二张力调节系统6之间优选设置第三导向辊7，用于进一步控制干态织物12的导入方向。本发明上述沿第二设定路径通过复合系统8即指控制干态织物12能够准确进入复合系统8并能够与第一改进离型纸沿同一方向进入复合系统8。

本发明实施例中，为了便于经过复合系统8的离型纸和表面覆有定型剂膜的干态织物12进行收卷，在复合系统8和收卷系统10之间还优选设置有第四导向辊9，以用于控制经过复合系统8的离型纸和表面覆有定型剂膜的干态织物12的导向。

本发明实施例中，上述第一放卷系统1、第二放卷系统5以及收卷系统10均可采用本领域公知的自动放卷和收卷系统。例如，收卷系统10可包含调速电机，实现自动收卷，调整收卷速度。

本发明实施例中，为了实现装置的自动运行，装置还包括控制系统，用于控制装置的启动和关闭，以及第一张力调节系统2、喷涂系统3、溶剂排除系统4、第二张力调节系统6、复合系统8及收卷系统10的参数控制。

综上，本发明实施例能够通过自动化的装置，完成定型剂材料的自动喷涂、溶剂排除、织物覆膜、自动收卷等功能，实现了干态纤维织物中间体的连续批量生产，满足大批量RTM复合材料预成型体的制备要求，生产效率比传统手工涂刷定型剂的方法大幅提高，优化了工作环境，并且最终制得具有预浸料裁剪和铺敷工艺性的干态织物中间体。

本发明实施例还提供利用上述装置制备单面粘性的干态织物中间体的方法，方法包括以下步骤：

离型纸11放置在第一放卷系统1上并展开，并将展开后的离型纸11从第一放卷系统1引出后进入第一张力调节系统2，经第一张力调节系统2控制进入喷涂系统3，然后通过喷涂系统3对离型纸11的一侧表面喷涂定性剂溶液得到第一改进离型纸，再经溶剂排除系统4将第一改进离型纸上的定性剂溶液中的溶剂去除得到第二改进离型纸；

干态织物12放置在第二放卷系统5上并展开，并将展开后的干态织物12从第二放卷系统5引出后进入第二张力调节系统6，经第二张力调节系统6控制进入复合系统8；

以及，

将第二改进离型纸和经过第二调节系统6的干态织物12在复合系统8中进行压紧贴合得到表面覆有定型剂膜的干态织物，经过复合系统8得到的表面覆有定型剂膜的干态织物和离型纸通过收卷系统10收卷即可获取单面粘形的干态织物中间体。

进一步地，本发明实施例中还提供了一种单面粘性的干态织物中间体，通过上述干态织物中间体制备装置和制备方法制备而成。

根据本发明又一实施例还提供了一种利用上述装置制备双面粘性的干态织物中间体的方法，包含以下步骤：

离型纸11放置在第一放卷系统1上并展开，并将展开后的离型纸11从第一放卷系统1引出后进入第一张力调节系统2，经第一张力调节系统2控制进入喷涂系统3，然后通过喷涂系统3对离型纸11的一侧表面喷涂定性剂溶液得到第一改进离型纸，再经溶剂排除系统4将第一改进离型纸上的定性剂溶液中的溶剂去除得到第二改进离型纸；

上述单面粘形的干态织物中间体放置在第二放卷系统5上并展开，并将展开后的单面粘形的干态织物中间体从第二放卷系统5引出后进入第二张力调节系统6，经第二张力调节系统6控制进入复合系统8；

以及，

将第二改进离型纸和经过第二调节系统6的单面粘形的干态织物中间体在复合系统8中进行压紧贴合得到另一表面覆有定型剂膜的干态织物，经过复合系统8得到的表面覆有定型剂膜的干态织物和离型纸通过收卷系统10收卷即可获取双粘形的干态织物中间体。

进一步地，本发明实施例中还提供了一种双面粘性的干态织物中间体，通过上述干态织物中间体制备装置和制备方法制备而成。

为了对本发明有更进一步了解，下面以具体实施例对本发明的干态织物中间体的制备方法进行详细说明。

实施例1

一种单面粘性的干态织物中间体的制备方法

将离型纸11放置在第一放卷系统1上并展开；

离型纸11通过第一张力调节系统2，离型纸11在两第一导向辊21的上侧面及第一张力调节组件22的导向辊的下侧面传动，通过第一张力调节组件22的弹簧压缩组件控制相互配合的导向辊对离型纸11施加压力，使离型纸11展平和张紧；

定型剂选用Tack328定型剂(溶液型，固体含量17％)，将定型剂放入喷涂系统3的料桶31中，在第一张力调节系统2的作用下，离型纸11平整的进入喷涂系统3第一箱体32的第一开口，并在第一支撑平台33上传动，如图2所示，两把喷枪由伺服系统带动往复机构相对离型纸11的传动方向对离型纸11的一侧表面进行叠加式喷涂，将液体定型剂均匀喷涂在传动的离型纸上，离型纸上液体定型剂喷涂量为30g/m²，喷涂定型剂的离型纸11从第一箱体32的第二开口输出，得到第一改进离型纸；

第一改进离型纸进入溶剂排除系统4第二箱体43的第三开口，在第二支撑平台44上传动，模温机对置于在第二支撑平台内的导热管中的导热油进行加热，使第一改进离型纸上的定型剂溶剂受热气化，气化的定性溶剂在排风装置的吸力作用下通过排气孔进入排风管路排出第二箱体43，经过溶剂排除系统4，第一改进离型纸的定型剂溶液中的溶剂完全去除，在第一改进离型纸上形成面密度5.10g/m2的具有较大黏性的定型剂膜，敷有定型剂膜的离型纸即第二改进离型纸从第二箱体43的第四开口输出；

干态织物12选择G0827单向碳纤维织物，面密度165g/m2，纤维类型T300-3k，将干态织物12放置在第二放卷系统5并展开；

干态织物12通过第二张力调节系统6，干态织物12在两第二导向辊61的上侧面及第二张力调节组件62的导向辊的下侧面传动，通过第二张力调节组件62的弹簧压缩组件控制相互配合的导向辊对干态织物12施加压力，使干态织物12展平和张紧；

展平并张紧的干态织物12通过导向辊7与第二改进离型纸在同一方向进入复合系统8，第二改进离型纸敷有定型剂膜的一侧面朝向干态织物；

干态织物12和第二改进离型纸在复合系统8的两道压辊的压力作用下紧密贴合，形成单面粘性的干态织物中间体，该中间体中定型剂重量为纤维重量的3％；

单面粘性的干态织物中间体经过导向辊9的导向作用进入收卷系统10进行收卷。

实施例2

一种双面粘性的干态织物中间体的制备方法

将离型纸11放置在第一放卷系统1并展开；

离型纸11通过第一张力调节系统2，离型纸11在两第一导向辊21的上侧面及第一张力调节组件22的导向辊的下侧面传动，通过第一张力调节组件22的弹簧压缩组件控制相互配合的导向辊对离型纸11施加压力，使离型纸11展平和张紧；

定型剂选用Tack328定型剂(溶液型，固体含量17％)，将定型剂放入喷涂系统3的料桶31中，在第一张力调节系统2的作用下，离型纸11平整的进入喷涂系统3第一箱体32的第一开口，并在第一支撑平台33上传动，如图2所示，两把喷枪由伺服系统带动往复机构相对离型纸11的传动方向对离型纸11的一侧表面进行叠加式喷涂，将液体定型剂均匀喷涂在传动的离型纸上，离型纸上液体定型剂喷涂量为15g/m²，喷涂定型剂的离型纸11从第一箱体32的第二开口输出，得到第一改进离型纸；

得到第一改进离型纸进入溶剂排除系统4第二箱体43的第三开口，在第二支撑平台44上传动，模温机对置于在第二支撑平台内的导热管中的导热油进行加热，使第一改进离型纸上的定型剂溶剂受热气化，气化的定性溶剂在排风装置的吸力作用下通过排气孔进入排风管路排出第二箱体43，经过溶剂排除系统4，第一改进离型纸的定型剂溶液中的溶剂完全去除，在第一改进离型纸上形成面密度2.55/m²的具有较大黏性的定型剂膜，敷有定型剂膜的离型纸即第二改进离型纸从第二箱体43的第四开口输出；

将实施例1制备的单面粘性的干态织物放置在第二放卷系统5并展开；

单面粘性的干态织物通过第二张力调节系统6，在两第二导向辊61的上侧面及第二张力调节组件62的导向辊的下侧面传动，通过二张力调节组件62的弹簧压缩组件控制相互配合的导向辊对干单面粘性的干态织物施加压力，使单面粘性的干态织物展平和张紧；

展平并张紧的单面粘性的干态织物通过导向辊7与第二改进离型纸在同一方向进入复合系统8，第二改进离型纸敷有定型剂膜的一侧面朝向干单面粘性的干态织物的非粘性面；

单面粘性的干态织物和第二改进离型纸在复合系统8的两道压辊的压力作用下紧密贴合，形成双面粘性的干态织物中间体，该中间体中定型剂重量为纤维重量的4.5％；

双面粘性的干态织物中间体经过导向辊9的导向作用进入收卷系统10进行收卷。

对比例1(现有技术)：

定型剂材料：Tack328定型剂(溶液型，固体含量17％)

织物类型：G0827单向碳纤维织物，面密度165g/m2，纤维类型T300-3k。

采用相同的定型剂Tack328和G0827单向碳纤维织物，采用传统的定型方法，即直接在G0827单向碳纤维织物上涂刷定型剂，每平米需涂刷定型剂溶液60g，定型剂固体成分占纤维重量的6.2％，且被定型的G0827单向碳纤维织物只能边刷边用，不能收卷，也不能随意移动。

将以上三种方法得到的G0827单向碳纤维织物中间体裁剪成320mm×320mm小块各13块，分别装入320mm×320mm×2m的RTM专用平板模具内，连接好注胶及真空系统，RTM树脂采用航天特种材料及工艺技术研究所生产的6808RTM中温环氧树脂。注胶工艺温度50-60℃，注胶压力0.3～0.4MPa,固化工艺130℃/2h，制备的三块复合材料平板按相关测试标准进行力学性能测试，测试结果对比情况见表1所示。

本发明(实例1、实例2)与现有技术(对比例1)制备的干态织物中间体、纤维预成型体及其复合材料情况对比见表1所示。

表1本发明(实例1、实例2)与现有技术(对比例1)的对比

从对比结果看，本发明提出的一种干态织物中间体的制备装置及制备方法，较好地实现了定型剂的自动喷涂、溶剂排除、织物覆膜、自动收卷等功能，实现了干态织物中间体的批量定型处理；而且制备的干态织物中间体中定型剂材料均保留在织物表面，不仅使干态织物中间体具有较好的黏性，而且避免了传统定型方法中定型剂渗入纤维内部而影响树脂流动及复合材料力学性能等问题；该干态织物中间体制备设备可以实现干态织物中间体批量生产；制得的干态织物中间体具备较好的裁剪和铺层工艺性，可以根据具体需要制备单面或双面黏性的干态织物中间体，制得的纤维预成型体规整度较高，纤维不容易变形，得到的复合材料性能也比传统定型方法要好；最重要的是本发明使复合材料液态成型工艺中纤维预成型体的制备效率大幅提高。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (4)

1.一种用于制备干态织物中间体的装置，其特征在于，所述装置包括第一放卷系统、第一张力调节系统、喷涂系统、溶剂排除系统、第二放卷系统、第二张力调节系统、复合系统和收卷系统，其中：

所述第一放卷系统用于离型纸的放置与展开；

所述第一张力调节系统用于控制从所述第一放卷系统引出的离型纸的展平和张紧以及沿第一设定路线经过所述喷涂系统；

所述喷涂系统用于对所述离型纸的一侧表面喷涂定型剂溶液，以获取一侧表面具有定性剂溶液的第一改进离型纸；

所述溶剂排除系统用于将所述第一改进离型纸上的定型剂溶液中的溶剂去除，以获取一侧表面具有定型剂膜的第二改进离型纸；以及，

所述第二放卷系统用于干态织物的放置与展开；

所述第二张力调节系统用于控制从所述第二放卷系统引出的干态织物的展平和张紧以及沿第二设定路线进入复合系统；

所述复合系统用于将所述第二改进离型纸与所述经过第二张力调节辊的干态织物压紧贴合，以获取表面覆有定型剂膜的干态织物；

所述收卷系统用于对经过所述复合系统所获取的覆有定型剂膜的干态织物和离型纸进行收卷；

所述第一张力调节系统包括多个第一导向辊和第一张力调节组件，所述多个第一导向辊用于调整离型纸运行方向，所述第一张力调节组件用于对所述离型纸施加张力以使其张紧和展平；所述第二张力调节系统包括多个第二导向辊和第二张力调节组件，多个第二导向辊用于调整干态织物运行方向，所述第一张力调节组件用于对所述干态织物施加张力以使其张紧和展平；

所述喷涂系统包括料桶和至少一个喷枪，所述料桶用于向所述至少一个喷枪提供定型剂溶液，所述至少一个喷枪用于对所述离型纸的一侧表面喷涂定型剂溶液；

所述喷涂系统还包括伺服运动组件，用于控制所述至少一个喷枪实现往复运动及运动速度调整；

所述溶剂排除系统包括加热组件和排风组件，所述加热组件用于对所述一侧表面喷涂有定型剂溶液的离型纸加热以实现所述定型剂溶液中的溶剂气化；所述排风组件用于将所述气化的溶剂排出；

所述复合系统包括至少一道压辊组件，所述压辊组件由两个相对设置的压辊构成；

所述装置包括至少一个导向辊，所述导向辊设置在所述复合系统和所述收卷系统之间，用于将所述经过所述复合系统所获取的覆有定型剂膜的干态织物和离型纸导入所述收卷系统。

2.一种制备干态织物中间体的方法，其特征在于，使用权利要求1所述的装置进行，所述方法包含以下步骤：

离型纸放置在所述第一放卷系统上并展开，并将所述展开后的离型纸从所述第一放卷系统引出后进入所述第一张力调节系统，经所述第一张力调节系统控制进入所述喷涂系统，然后通过所述喷涂系统对所述离型纸的一侧表面喷涂定性剂溶液得到第一改进离型纸，再经所述溶剂排除系统将所述第一改进离型纸上的定性剂溶液中的溶剂去除得到第二改进离型纸；

干态织物放置在所述第二放卷系统上并展开，并将所述展开后的干态织物从所述第二放卷系统引出后进入所述第二张力调节系统，经所述第二张力调节系统控制进入所述复合系统；

以及，

将所述第二改进离型纸和所述经过第二调节系统的干态织物在所述复合系统中进行压紧贴合得到表面覆有定型剂膜的干态织物，经过复合系统得到的表面覆有定型剂膜的干态织物和离型纸通过收卷系统收卷即可获取单面粘性的干态织物中间体。

3.如权利要求2所述的一种制备干态织物中间体的方法，其特征在于，所述方法还包括：以所述单面粘性的干态织物中间体为原料，采用权利要求2所述方法中的步骤制备双面粘性的干态织物中间体。

4.一种干态织物中间体，其特征在于，使用权利要求1所述的装置或使用权利要求2-3任一项所述的方法制备而成。

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