CN116985438A - 一种连续纤维增强热塑性拉挤板材及制备方法 - Google Patents

一种连续纤维增强热塑性拉挤板材及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116985438A
CN116985438A CN202310929626.XA CN202310929626A CN116985438A CN 116985438 A CN116985438 A CN 116985438A CN 202310929626 A CN202310929626 A CN 202310929626A CN 116985438 A CN116985438 A CN 116985438A
Authority
CN
China
Prior art keywords
continuous fiber
fiber reinforced
continuous
pultrusion
thermoplastic resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310929626.XA
Other languages
English (en)
Inventor
樊平燕
李颖
丁昌杰
石清云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Zhongji Winning Composite Technology Co ltd
China International Marine Containers Group Co Ltd
CIMC Container Group Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Zhongji Winning Composite Technology Co ltd
China International Marine Containers Group Co Ltd
CIMC Container Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Zhongji Winning Composite Technology Co ltd, China International Marine Containers Group Co Ltd, CIMC Container Group Co Ltd filed Critical Qingdao Zhongji Winning Composite Technology Co ltd
Priority to CN202310929626.XA priority Critical patent/CN116985438A/zh
Publication of CN116985438A publication Critical patent/CN116985438A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/521—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die and impregnating the reinforcement before the die
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/525—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/043—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/046—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with synthetic macromolecular fibrous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2007/00—Flat articles, e.g. films or sheets
    • B29L2007/002—Panels; Plates; Sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08J2327/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2377/10—Polyamides derived from aromatically bound amino and carboxyl groups of amino carboxylic acids or of polyamines and polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/10—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14—Glass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

本发明提供一种连续纤维增强热塑性拉挤板材及其制备方法。一种连续纤维增强热塑性拉挤板材的制备方法，包括步骤：预浸渍步骤、合股步骤和拉挤成型步骤。其中，预浸渍步骤是将连续纤维用热塑性树脂进行涂覆或浸渍包覆得到连续纤维增强预浸丝束，其中每一个所述连续纤维增强预浸丝束中的所述连续纤维为单丝或预设数量的纤维单丝组成的纤维束；合股步骤是将所述连续纤维增强预浸丝束按照预设形式排布合股得到板材芯；拉挤成型步骤是将所述板材芯通过拉挤工艺形成拉挤板材。通过本发明提供的制备方法，将连续纤维的单丝或者丝束进行预先浸渍再进行拉挤工序，使得黏度高的热塑性树脂能够完全浸渍纤维丝，高了板材整体的性能。

Description

一种连续纤维增强热塑性拉挤板材及制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，更具体地涉及一种连续纤维增强热塑性拉挤板材及制备方法。
背景技术
连续纤维增强热塑性复合材料较传统的热固性复合材料具有更好的冲击韧性，同时具有可回收等特点，逐步收到人们的关注。
拉挤工艺是在牵引装置的带动下，将连续纤维和其他连续增强材料进行胶液浸渍、通过预成型，然后经过加热的成型模具固化成型，从而实现连续生产。热塑性树脂可用做增强材料对连续纤维浸渍，在拉挤工艺中，连续纤维采用集束的形态进行浸渍，但由于热塑性树脂分子量大，熔体黏度高，基体在室温下呈固态，若采用热熔方法制备复合材料存在树脂流动性差、微观尺度上易形成浸渍不充分、干纱等问题。
因此，需要提供一种连续纤维增强热塑性拉挤板材及制备方法，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述问题，本发明第一方面提供一种连续纤维增强热塑性拉挤板材的制备方法，包括以下步骤：
预浸渍步骤：将连续纤维放卷，单股或多股丝束充分浸渍热塑性树脂，再经水冷定型获得连续纤维增强预浸丝束，其中每一个所述连续纤维增强预浸丝束中的所述连续纤维为不多于1000根的纤维单丝组成的纤维束；
合股步骤：将所述连续纤维增强预浸丝束按照预设形式平行紧密排布合股得到板材芯；
拉挤成型步骤：将所述板材芯通过拉挤工艺形成拉挤板材。
根据本发明第一方面的连续纤维增强热塑性拉挤板材的制备方法，将连续纤维的单丝或者丝束进行预先浸渍后再进行拉挤工序，使得黏度高的热塑性树脂能够完全浸渍纤维丝，改善了纤维丝与树脂之间的界面性能，使得最终得到的拉挤板材中纤维与树脂的浸润效果好，进而提高了板材整体的性能。
可选地，当所述连续纤维增强预浸丝束中的所述连续纤维为预设数量的纤维单丝组成的纤维束时，纤维单丝的数量的上限为能够使得每一个纤维单丝均能够被所述热塑性树脂完全浸渍。
可选地，所述浸渍步骤之后还包括收卷步骤，将连续纤维增强预浸丝束进行收卷得到连续纤维增强预浸丝束盘。
可选地，所述预浸渍步骤中所述连续纤维在恒张力状态下进行热塑性树脂预浸。
可选地，所述合股步骤具体为：
将所述连续纤维增强预浸丝束盘置于放纱机构，并通过牵引机构将所述连续纤维增强预浸丝束牵引至合股装置按照预设形式排布合股。
可选地，所述拉挤成型步骤前还包括覆面步骤，将覆面片材叠合于所述板材芯的上表面和/或下表面。
可选地，所述拉挤成型步骤还包括：
将所述板材芯通过牵引机构拉入预热区进行预热，所述预热区的温度为Tg～Tg+20℃，其中Tg为所述热塑性树脂的玻璃化温度；
将预热后的所述板材芯通过牵引机构拉入拉挤模具，拉挤硬化成型后，经切割得到成品。
可选地，所述拉挤模具包括依次相连的加热区、扁平定型区和冷却区，所述板材芯在恒张力状态下依次经过所述加热区、所述扁平定型区和所述冷却区，其中，所述扁平定型区的内腔逐渐收缩；
所述加热区包括多级温度逐步上升的加热段，其中最高温度比所述热塑性树脂的玻璃化温度高20-40℃，长度为400-800mm；
所述扁平定型区包括多级温度逐步下降的加热段，其中最高温度比所述热塑性树脂的玻璃化温度高20-40℃，最低温度为20-40℃，总长度为80-500mm；
所述冷却区的温度为20-40℃，长度为400-700mm。
本发明第二方面提供一种连续纤维增强热塑性拉挤板材，由上述方法制备。
根据本发明第二方面的连续纤维增强热塑性拉挤板材，连续纤维浸渍包覆效果好，产品性能稳定，具有优良的力学性能。
可选地，所述连续纤维增强预浸丝束由以下重量份原料组成：
连续纤维55～65份、热塑性树脂30～40份、相容剂1～2份、耐候剂0.1～1份，其中，
所述连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的至少一种；
所述热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
附图说明
本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1为本发明的一种连续纤维增强热塑性拉挤板材系统预浸渍步骤示意图；
图2为本发明的一种连续纤维增强热塑性拉挤板材系统合股步骤和拉挤成型步骤示意图。
附图标记说明
100：第一放卷装置
110：浸渍模具
120：冷却槽
130：收卷模具
200：第二放卷装置
210：第三放卷装置
220：合股装置
230：预热区
240：拉挤模具
241：加热区
242：扁平定型区
243：冷却区
250：牵引机构
260：切割装置
300：连续纤维
310：预浸丝束
320：连续纤维增强预浸丝束
330：覆面片材
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
在本文中，本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其它含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。
在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。
在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。
除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。
本发明提供了一种连续纤维增强热塑性拉挤板材的制备方法，包括以下步骤：
预浸渍步骤：将连续纤维放卷，单股或多股丝束充分浸渍热塑性树脂，再经水冷定型获得连续纤维增强预浸丝束，其中每一个连续纤维增强预浸丝束中的连续纤维为不多于1000根的纤维单丝组成的纤维束；
合股步骤：将大量的连续纤维增强预浸丝束按照预设形式平行紧密排布合股得到板材芯；
拉挤成型步骤：将板材芯通过拉挤工艺形成拉挤板材。
在本申请的一些实施例中，当连续纤维增强预浸丝束中的连续纤维为预设数量的纤维单丝组成的纤维束时，纤维单丝的数量的上限为能够使得每一个纤维单丝均能够被热塑性树脂完全浸渍。避免丝束中单丝数量较多时，热塑性树脂在浸渍过程中难以进入丝束中间部分而造成的浸渍不完全。
在本申请的一些实施例中，浸渍步骤之后还包括收卷步骤，将连续纤维增强预浸丝束进行收卷得到连续纤维增强预浸丝束盘。其中收卷的连续纤维增强预浸丝束可以为热塑性树脂完全硬化的状态，避免工序过长，提高整个流程的机动性。在本申请的一些实施例中，预浸渍步骤中连续纤维在恒张力状态下进行热塑性树脂预浸。优选地，连续纤维在恒张力的状态下依次经浸渍、包覆、冷却和收卷。工艺简单、连续，使用设备少。
在本申请的一些实施例中，合股步骤具体为：将连续纤维增强预浸丝束盘置于放纱机构(即第二放卷装置200)，并通过牵引机构250将连续纤维增强预浸丝束牵引至合股装置220按照预设形式排布合股。在本实施例中，连续纤维增强预浸丝束盘是单丝经过热塑性树脂包覆收卷制得。在本实施例中，连续纤维增强预浸丝束平行紧密排布，可以使板材芯中的纤维更加均匀的分布，从而提高其机械性能，如抗拉强度、弯曲强度等。
在本申请的一些实施例中，拉挤成型步骤前还包括覆面步骤，将覆面片材叠合于板材芯的上表面和/或下表面。在本实施例中覆面面材采用连续纤维表面毡，其层克重为50～200g/m2。通过在板材芯表面增加覆面片材，提高表面耐摩擦性能。
在本申请的一些实施例中，拉挤成型步骤还包括：将板材芯通过牵引机构250拉入预热区230进行预热，预热区230的温度为Tg～Tg+20℃，其中Tg为热塑性树脂的玻璃化温度；将预热后的板材芯通过牵引机构250拉入拉挤模具240，拉挤硬化成型后，经切割得到成品。经预热后板材芯在模具中成型，阶段式的升温使得制得的成品性能稳定，同时降低系统能耗。优选地，模具的模具洛氏硬度(HRC)大于或等于70。在本实施例中，预热区的长度为2-5m。
在本申请的一些实施例中，拉挤模具240包括依次相连的加热区241、扁平定型区242和冷却区243，板材芯在恒张力状态下依次经过加热区241、扁平定型区242和冷却区243。优选地，加热区241、扁平定型区242和冷却区243构成一个整体的模具，各区域的温度不同，使得所经的板材芯在各模具中有不同的状态，具体地，在扁平定型模具242中基体为熔融状态，以将板材芯的形状改变为预定形状；其中根据不同产品需求可更换不同的扁平定型模具242。板材芯在冷区模具243中的状态逐渐变为硬化状态，以对板材芯形状进行定型。所述扁平定型区242的内腔逐渐收缩。通过控制扁平定型区242的内腔收缩，在板材芯经过该区域时加强对其进行调整进而实现更高精度的形状，提高产品的准确度和一致性。扁平定型区242内腔收缩可以增加板材与管壁之间的接触面积，从而提高传热的效率，使得在该区域内的热传递更加迅速和充分。
在本申请优选的实施方式中，加热区241包括多级温度逐步上升的加热段，其中最高温度比所述热塑性树脂的玻璃化温度高20-40℃，长度为400-800mm。扁平定型区242包括多级温度逐步下降的加热段，其中最高温度比所述热塑性树脂的玻璃化温度高20-40℃，最低温度为20-40℃，总长度为80-500mm。冷却区243的温度为20-40℃，长度为400-700mm。
在本申请的一些实施例中，牵引机构250采用对辊牵引。以提供稳定、连续、均匀的牵引力。
本发明还提供了一种连续纤维增强热塑性拉挤板材，由上述方法制备。
连续纤维增强预浸丝束由以下重量份原料组成：
连续纤维55～65份、热塑性树脂30～40份、相容剂1～2份、耐候剂0.1～1份，其中，
连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的至少一种；
热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
如图1-2所示为利用本发明连续纤维增强热塑性拉挤板材制备方法的系统示意图，下面结合具体设备对本方案进行说明：
(1)通过第一放卷装置100将以不多于1000根的纤维单丝组成的纤维束的形式的连续纤维300导出；
(2)通过浸渍模具110将热塑性树脂对连续纤维300进行涂覆或浸渍包覆；
(3)将涂覆或浸渍包覆后的连续纤维增强预浸丝束320经过冷却水槽120水冷定型；
(4)将经冷却后的连续纤维增强预浸丝束320经收卷装置130收卷得到连续纤维增强预浸丝束320盘；
(5)将连续纤维增强预浸丝束320盘放置于第二放卷装置200上，在牵引机构250的牵引下，将连续纤维增强预浸丝束320导出，得到成排的连续纤维增强预浸丝束320；
(6)合股装置220将连续纤维增强预浸丝束320按照预设形式平行紧密排布合股得到板材芯；
(7)在牵引机构250的牵引下，覆面片材330从第三放卷装置210导出，并叠合于所述板材芯的上表面和/或下表面，并同板材芯一起行进；
(8)在牵引机构250的牵引下，叠合后的板材芯进入预热区230，进行软化；
(9)在牵引机构250的牵引下，软化后的板材芯进入拉挤成型模具240，在拉挤成型模具240中的加热区241进行加热软化，在扁平定型区242中变化为预定形态，在冷却区243中定型；
(10)在牵引机构250的牵引下，定型后的板材芯经进入切割装置260，经切割加工后，即可得到成品。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种连续纤维增强热塑性拉挤板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
预浸渍步骤：将连续纤维放卷，单股或多股丝束充分浸渍热塑性树脂，再经水冷定型获得连续纤维增强预浸丝束，其中每一个所述连续纤维增强预浸丝束中的所述连续纤维为不多于1000根的纤维单丝组成的纤维束；
合股步骤：将所述连续纤维增强预浸丝束按照预设形式平行紧密排布合股得到板材芯；
拉挤成型步骤：将所述板材芯通过拉挤工艺形成拉挤板材。
2.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性拉挤板材的制备方法，其特征在于，当所述连续纤维增强预浸丝束中的所述连续纤维为预设数量的纤维单丝组成的纤维束时，纤维单丝的数量的上限为能够使得每一个纤维单丝均能够被所述热塑性树脂完全浸渍。
3.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性拉挤板材的制备方法，其特征在于，所述浸渍步骤之后还包括收卷步骤，将连续纤维增强预浸丝束进行收卷得到连续纤维增强预浸丝束盘。
4.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性拉挤板材的制备方法，其特征在于，所述预浸渍步骤中所述连续纤维在恒张力状态下进行热塑性树脂预浸。
5.根据权利要求3所述的连续纤维增强热塑性拉挤板材的制备方法，其特征在于，所述合股步骤具体为：
将所述连续纤维增强预浸丝束盘置于放纱机构，并通过牵引机构将所述连续纤维增强预浸丝束牵引至合股装置按照预设形式排布合股。
6.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性拉挤板材的制备方法，其特征在于，所述拉挤成型步骤前还包括覆面步骤，将覆面片材叠合于所述板材芯的上表面和/或下表面。
7.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性拉挤板材的制备方法，其特征在于，所述拉挤成型步骤还包括：
将所述板材芯通过牵引机构拉入预热区进行预热，所述预热区的温度为Tg～Tg+20℃，其中Tg为所述热塑性树脂的玻璃化温度；
将预热后的所述板材芯通过牵引机构拉入拉挤模具，拉挤硬化成型后，经切割得到成品。
8.根据权利要求7所述的连续纤维增强热塑性拉挤板材的制备方法，其特征在于，所述拉挤模具包括依次相连的加热区、扁平定型区和冷却区，所述板材芯在恒张力状态下依次经过所述加热区、所述扁平定型区和所述冷却区，其中，所述扁平定型区的内腔逐渐收缩；
所述加热区包括多级温度逐步上升的加热段，其中最高温度比所述热塑性树脂的玻璃化温度高20-40℃，长度为400-800mm；
所述扁平定型区包括多级温度逐步下降的加热段，其中最高温度比所述热塑性树脂的玻璃化温度高20-40℃，最低温度为20-40℃，总长度为80-500mm；
所述冷却区的温度为20-40℃，长度为400-700mm。
9.一种连续纤维增强热塑性拉挤板材，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述方法制备。
10.根据权利要求9所述的连续纤维增强热塑性拉挤板材，其特征在于，所述连续纤维增强预浸丝束由以下重量份原料组成：
连续纤维55～65份、热塑性树脂30～40份、相容剂1～2份、耐候剂0.1～1份，其中，
所述连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的至少一种；
所述热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
CN202310929626.XA 2023-07-26 2023-07-26 一种连续纤维增强热塑性拉挤板材及制备方法 Pending CN116985438A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310929626.XA CN116985438A (zh) 2023-07-26 2023-07-26 一种连续纤维增强热塑性拉挤板材及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310929626.XA CN116985438A (zh) 2023-07-26 2023-07-26 一种连续纤维增强热塑性拉挤板材及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116985438A true CN116985438A (zh) 2023-11-03

Family

ID=88522608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310929626.XA Pending CN116985438A (zh) 2023-07-26 2023-07-26 一种连续纤维增强热塑性拉挤板材及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116985438A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104552988B (zh) 一种超轻质复合材料曳引带的制备方法及制备系统
CN102024517B (zh) 一种用于增强电缆的复合材料芯及其制备工艺和增强电缆
Edwards An overview of the technology of fibre-reinforced plastics for design purposes
FI92985C (fi) Menetelmä jatkuvilla kuiduilla vahvistettujen profiilien valmistamiseksi kuumassa pehmenevästä hartsista ja laitteisto niiden saamiseksi
KR102334459B1 (ko) 연속섬유 보강 열가소성 수지 복합재료 및 그 제조방법
CN111619142A (zh) 一种热塑性复合纱拉挤板材的生产装置和成型方法
CN101494092A (zh) 用于架空输电线路导线的芳纶纤维与碳纤维复合芯
RU2417889C1 (ru) Технологическая линия для изготовления композитной арматуры
CN101572132A (zh) 输电线路导线的玻璃纤维与碳纤维复合芯
CN103009634B (zh) 一种热塑性树脂复合材料及其制备方法
WO2013187220A1 (ja) 炭素繊維複合材料およびそれを用いてなる成形品、ならびにそれらの製造方法
CN113370559B (zh) 一种连续线性的树脂基纤维增强预浸料
CN116985438A (zh) 一种连续纤维增强热塑性拉挤板材及制备方法
CN108481764A (zh) 一种利用混合纤维制备格栅条带的方法及装置
JPH0724830A (ja) 熱可塑性一方向プリプレグシートの製造法
CN216914916U (zh) 一种拉挤制件生产设备及拉挤制件
RU2682627C1 (ru) Формовочный узел технологической линии для изготовления неметаллической арматуры, технологическая линия и способ формирования стержня для производства композитной арматуры
CN114131981A (zh) 钢筋棒体的制造方法
GB2237583A (en) Fibre reinforced thermoplastic composites
CN115260753A (zh) 长碳链聚酰胺树脂组合物及连续纤维增强长碳链聚酰胺复合材料
CN110884166A (zh) 纤维增强热塑管道、制造系统及其方法
CN219133302U (zh) 连续纤维增强热塑性复合片材及生产系统
CN201717017U (zh) 输电线路导线的芳纶纤维与碳纤维复合芯
RU94253U1 (ru) Технологическая линия для изготовления композитной арматуры
CN213618460U (zh) 一种玻璃钢拉挤条生产系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination