CN1429855A - 连续纤维增强热塑性塑料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连续纤维增强热塑性塑料的制造方法，尤其适用于产品中存在纤维毡和纤维布(矿物纤维、有机纤维)的材料的强热塑性塑料的制造方法。该方法采用超声波发生器，以纤维表面处理剂为传播介质，使纤维表面得到处理的同时沉浸树脂粉末。以该法可以得到树脂含量在20－50％之间的各种连续纤维增强热塑性型材，而树脂粉末的粒度只要≥40目即可。

Description

连续纤维增强热塑性塑料的制造方法
技术领域
本发明涉及一种连续纤维增强热塑性塑料的制造方法，尤其适用于连续纤维中存在纤维毡或纤维布的材料的增强热塑性塑料的制造方法。
背景技术
长纤维增强的热塑性塑料因其损伤容限高，可补塑，可焊接，生物相容性好，可回收，成型速度快等一系列优点而日益受到人们的重视。目前常采用的增强的方法有以下几种：
1、溶液浸渍法，即选用合适的溶剂(如丙酮类低熔点溶剂)将树脂完全溶解。该法的缺点是并非所有的树脂都有合适的溶剂，如PPS聚亚苯基硫醚使用就不方便。
2、熔融浸渍法，通过纤维或织物浸渍在熔融的树脂中制备预浸料，该方法为了达到均匀的浸渍效果，不能选用黏度过高的熔体，如黏度在10-103Pa.S的常规热塑性塑料。
3、纤维混编法，即先将热塑性树脂加工成纤维，在与增强纤维混编成各种形状。因目前所供应的品种有限，使其使用受到限制。
4、粉末工艺法，该法是将粉末以各种不同的方式施加到增强体上。如，荷兰专利IIM861464普通流化床存在树脂粉末附着不均匀的缺点。中国专利CN1048679C静电流化床采用高压静电场使树脂粉末带电并双面涂覆。
目前，管材，片材，角钢，槽钢等型材使用广泛，此种型材仅靠玻璃纤维来提供单方向的性能是不够的，为此必须加入提供横向性能的毡或布。然而，以上四种方法在同时含纤维束和纤维织物(毡和布)的情况下无法达到均匀浸渍。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种利用超频振动原理进行粉末浸渍，使纤维束和纤维毡或布在松散开的同时可在其表面均匀吸附树脂粉末的方法。
本发明提供了一种连续纤维增强热塑性塑料的制造方法，包括下列步骤：
(1)在浸渍涂布室的浸渍槽内配制由树脂粉末和纤维表面处理剂混合成的悬浮液；
(2)纤维纱束和纤维毡或布同时通过分纱系统进入浸渍涂布室并在浸渍槽内充分浸渍悬浮液，与此同时，调节超声波振动发生器的振频来控制纤维纱束和纤维毡或布的分散程度和树脂的吸附量；
(3)浸渍涂布室出来的纤维纱束和纤维毡或布再进入预加热成型系统，除去纤维处理剂纤维处理剂的溶剂并预固化成型；
(4)预成型材料通过加热成型系统和冷却定型设备。
本发明的连续纤维增强热塑性塑料的制造方法的进一步改进，所述的纤维纱束和纤维毡或布分别通过分纱系统的外部和内部进入浸渍涂布室的悬浮液。
本发明的连续纤维增强热塑性塑料的制造方法，还可以为，所述的树脂粉末是通过一间隙式自动加料系统不断地补充入浸渍涂布室的。
本发明的连续纤维增强热塑性塑料的制造方法，预加热成型系统的温度根据采用材料和牵引速度的不同而加以调整，温度为150℃-500℃。
本发明的连续纤维增强热塑性塑料的制造方法，纤维纱束和纤维毡或布的行进是通过一牵引机来实现的，牵引机的速度为0.05-50米/分钟之间。
本发明的连续纤维增强热塑性塑料的制造方法，所述的超声波振动发生器的频率为5-100KHZ。
本发明的加热成型系统的成型模其形状可以依最终所得产品而定，可为圆管材或U型管模。
本发明的效果为：
1、该方法采用超声波发生器，以纤维表面处理剂为传播介质，使纤维在充分分散的情况下其表面得到处理的同时沉浸树脂粉末。
2、以该法可以得到树脂含量在20-50％之间的各种连续纤维增强热塑性型材。
3、本方法使用的树脂粉末的粒度只要≥40目即可，这比静电流化床所需的目数可以大得多，而大颗粒度树脂粉末的采用可以大大节省材料和加工成本。
附图说明
图1为本发明的整体工艺流程图。
图2为本发明浸渍涂覆室的俯视图。
图3为本发明浸渍涂覆室的剖视图。
1—纱架                           2—毡架
3—导纱(毡)板                     4—分纱系统
5—浸渍涂覆室                     6—预成型加热系统
7—超声波振动发生器               8—粉槽
9—空气压缩机                     10—自动加粉装置
11—加热成型模                    12—牵引设备
13—冷却定型设备                  14—收卷设备
15—切割设备                      16—纤维纱束
17—纤维毡或布
具体实施方式
以下以实施例对本发明加以进一步的说明，但并非对本发明予以限制。
实施例1
从纱架1上的30根2000tex的E-玻璃纤维16和上、下毡架上的两块宽为7cm的玻璃纤维连续毡17，在履带牵引机12的牵引辊的作用下经过导纱板3，进入浸渍涂布室5，E-玻璃纤维纱束16沿两块分纱(毡)板4的外侧经过浸渍槽，玻璃纤维毡17在分纱(毡)板4的内侧经过浸渍槽，E-玻璃纤维16和玻璃纤维连续毡17在浸渍槽内压辊的作用下被浸入浸渍槽，浸渍槽中装有含树脂粉末的振动悬浮液，振动悬浮液由玻璃纤维表面处理剂(硅烷偶联剂KH-550的乙醇溶液)和80目的聚丙烯树脂粉末组成的，粉末通过一间歇式自动加料系统不断的补充入浸渍槽内，此时向浸渍槽加以20KHZ的超声波，通过调节超声波振动发生器的振频来控制纤维的分散程度和树脂的吸附量。
E-玻璃纤维16和玻璃纤维连续毡17通过浸渍槽后，形成玻璃纤维连续毡17中间夹着E-玻璃纤维16束的结构，一起进入预成型加热系统6，该预成型加热系统6内有一管长1m的内置加压辊，以红外陶瓷板为加热元件，加热系统的前、中、后的三段温度分别控制在190℃、205℃、215℃的温度下，然后得到一含毡片材。
所得片材预浸料再进入一模温为220℃、直径为7mm的圆管材模腔11，最后再进入一真空水冷却定型模13。
本发明的履带牵引机12的速度控制在30米/分钟。
实施例2
使用与实施例1相同的装置和相同的方法，加入玻璃纤维16和玻璃连续纤维布17，树脂选用40目的聚对苯二甲酸乙二醇酯粉末，超声波振动发生器的振频为35KHZ，玻璃纤维纱16沿分纱板4的外面通过，玻璃纤维布17在分纱板4的内部通过。通过浸渍槽后再进入以普通加热圈为加热元件的预成型加热系统6，加热器温度控制在255℃，预成型料最后进入模温为240℃的U型管模具12。牵引成型速度为10米/分钟。

Claims (4)

1.一种连续纤维增强热塑性塑料的制造方法，包括下列步骤：
(1)在浸渍涂布室中配制由树脂粉末和纤维表面处理剂混合成的悬浮液；
(2)纤维纱束和纤维毡或布同时通过分纱系统进入浸渍涂布室并充分浸渍悬浮液，与此同时，调节超声波振动发生器的振频来控制纤维纱束和纤维毡或布的分散程度和树脂的吸附量；
(3)浸渍涂布室出来的纤维纱束和纤维毡或布再进入预加热成型系统，除去纤维处理剂纤维处理剂的溶剂并预固化成型；
(4)预成型材料通过加热成型系统和冷却定型设备。
2.如权利要求1所述的连续纤维增强热塑性塑料的制造方法，其特征在于，所述的纤维纱束和纤维毡或布分别通过分纱系统的外部和内部进入浸渍涂布室的悬浮液。
3.如权利要求1所述的连续纤维增强热塑性塑料的制造方法，其特征在于，所述的树脂粉末是通过一间隙式自动加料系统不断地补充入浸渍涂布室的。
4.如权利要求1所述的连续纤维增强热塑性塑料的制造方法，其特征在于，所述的超声波振动发生器的频率为5-100KHZ。
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