CN205615023U - 一种长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置，包括基座、设置在基座上的两组传送带机构；这两组传送带机构的每一组传送带机构包括套装在主动轮与从动轮之间的并被它们张紧的传送带，传送带表面形成传送面。这两组传送带机构的结构相同，不同的是，其中一组传送带机构的传送面叠设在另一组传送带机构的传送面的上方，上下两个传送面之间的间隙以及夹角可调；本实用新型结构、工艺简便易行，生产效率高；成型过程中树脂熔体条料与纤维的热历程短，对纤维的长度和机械强度损伤小；两条传送带之间的夹角，使传送带在牵引的过程中同时对树脂熔体条料和纤维加捻，提高纤维与树脂熔体条料的结合性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及复合材料的制备，尤其涉及一种长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置。
背景技术
复合材料是继木材、金属、塑料之后另一种大量使用的材料，广泛用于能源、化工、医疗、军工等领域。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过化学或物理的方式，在宏观(微观)上组成具有新的性能的材料。各种材料的性能上取长补短，使复合材料的综合性能优于单一树脂熔体条料材料的性能。复合材料的树脂熔体条料材料分为金属和非金属两大类。金属树脂熔体条料常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属树脂熔体条料主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
在纤维增强树脂复合材料中，以热塑性树脂作为树脂熔体条料和增强纤维制成的复合材料，对比热固性树脂纤维增强材料具有生产率高、工艺简单、生产和使用对环境污染更少的优势，近年来吸引众多机构和企业的关注和研究。其中采用可生物降解聚合物和植物纤维制成的复合材料，具有可再生和对环境无害性，已经成为复合材料研究的热点之一。现有的纤维增强热塑性树脂复合材料制备方法，一般先采用物理或化学的方法预先制备树脂熔体条料和增强体的共混体，其中物理方法包括使用捏炼或挤出设备将纤维和树脂熔体条料熔融共混法，树脂熔体条料热熔涂覆法，以及将树脂熔体条料纺成纱再与纤维混纺制成混纤纱法方法；化学方法一般采用将增强纤维在树脂熔体条料的溶液中浸渍，再将溶剂烘干制成树脂熔体条料包覆在增强体上的共混体。制成共混体后再通过模压或注塑等设备加工成各类的复合材料的制品。上述纤维增强热塑性树脂复合材料的方法中，树脂熔体条料熔融共混法对纤维的长度和强度破坏大，无法制备长纤维增强聚合物；树脂熔体条料热熔涂覆法以及混纤纱法的成型设备复杂，工序繁琐；而化学浸渍法存在浪费大、生产效率低、溶剂挥发对环境有害等缺点。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种对纤维长度和强度损伤小、工艺简单高效的长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置，包括基座9、设置在基座9上的两组传送带机构；这两组传送带机构的每一组传送带机构包括传送带支架5、设置在传送带支架5上的主动轮4和从动轮7、驱动主动轮4转动的电机3，以及套装在主动轮4与从动轮7之间的并被它们张紧的传送带6，传送带6表面形成传送面，临近主动轮4这端的传送带支架5的底部铰接在基座9上，临近从动轮7这端传送带支架5的底部通过一螺栓固定在基座9上的一弧形槽901内，使从动轮7这端的传送带支架5可沿该弧形槽901的弧形轨迹改变相对位置；
这两组传送带机构的结构相同，不同的是，其中一组传送带机构的传送面叠设在另一组传送带机构的传送面的上方，上下两个传送面之间的间隙形成滚压传送面，且该间隙可调；
在靠近主动轮4这端的基座9上设有纤维导向器10，纤维导向器10的导向部与上下两个传送面的中部区域对应；
通过调节弧形槽901内的螺栓，使从动轮7这端的传送带支架5在基座9上的位置，使这两组传送带机构的两条传送带6之间的夹角θ能在1°～60°内调节。
所述纤维导向器10的导向部形状为V型或者U型槽口。
上下两个传送面之间的间隙调节，是通过调节主动轮4和/或从动轮7在传送带支架5上的固定位置实现。
一种长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备方法如下：
步骤1：首先将纤维导向器10的导向部与挤出设备1口模位置对齐，启动两组传送带机构的电机3，使主动轮4和从动轮7带动传送带6转动；
步骤2：待挤出设备1稳定挤出的树脂熔体条料1通过纤维导向器10的导向部后，引入上下两条传送带6的滚压传送面之间，待树脂熔体条料1稳定牵引之后，再将纤维11通过纤维导向器10的导向部与树脂熔体条料1接触，此时树脂熔体条料1未冷却并具有流动性；
步骤3：通过滚压传送面对树脂熔体条料1及纤维11的牵引滚压作用，使纤维11浸入树脂熔体条料1内部，再利用两条传送带6之间1°～60°的夹角，使滚压传送面在牵引滚压树脂熔体条料1和纤维11的同时，对树脂熔体条料1和纤维11产生的滚动加捻作用，使树脂熔体条料1和纤维11粘结交缠，经冷却后便得到纤维11与树脂熔体条料1的共混物8，即完成长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备。
完成长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备后，根据后续复合材料制品的形状和尺寸，将纤维11与树脂熔体条料1的共混物8制成所需规格，再直接利用模压设备成型，得到所需制品。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本实用新型结构、工艺简便易行，生产效率高；成型过程中树脂熔体条料与纤维的热历程短，对纤维的长度和机械强度损伤小；两条传送带之间的夹角，使传送带在牵引的过程中同时对树脂熔体条料和纤维加捻，提高纤维与树脂熔体条料的结合性能。
本实用新型上下两个传送面之间的上下间隙可调，可以匹配不同的挤出树脂熔体条料的尺寸，通过增加纤维导向器的导向部的数量，并增大传送带的宽度，可以同时对多孔模头挤出的树脂熔体条料进行共混。
本实用新型两条传送带之间的夹角θ能在1°～60°内任意调整；增加了纤维加捻效果及密实度。
本实用新型采用简便易行的技术手段，克服了现有制备过程中，对纤维长度和强度损伤大的缺点，大大改善了长纤维增强复合材料的质量及生产效率。
附图说明
图1是本实用新型整体结构示意图；
图2是图1俯视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
实施例
如图1、2所示。本实用新型公开了一种长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置，包括基座9、设置在基座9上的两组传送带机构；这两组传送带机构的每一组传送带机构包括传送带支架5、设置在传送带支架5上的主动轮4和从动轮7、驱动主动轮4转动的电机3，以及套装在主动轮4与从动轮7之间的并被它们张紧的传送带6，传送带6表面形成传送面，临近主动轮4这端的传送带支架5的底部铰接在基座9上，临近从动轮7这端传送带支架5的底部通过一螺栓固定在基座9上的一弧形槽901内，使从动轮7这端的传送带支架5可沿该弧形槽901的弧形轨迹改变相对位置；
这两组传送带机构的结构相同，不同的是，其中一组传送带机构的传送面叠设在另一组传送带机构的传送面的上方，上下两个传送面之间的间隙形成滚压传送面，且该间隙可调；
在靠近主动轮4这端的基座9上设有纤维导向器10，纤维导向器10的导向部与上下两个传送面的中部区域对应；纤维导向器10的数量可根据具体工艺而定，如2、3、5或8个不等。
通过调节弧形槽901内的螺栓，使从动轮7这端的传送带支架5在基座9上的位置，使这两组传送带机构的两条传送带6之间的夹角θ能在1°～60°内调节；所述纤维导向器10的导向部形状为V型或者U型槽口。
上下两个传送面之间的间隙调节，是通过调节主动轮4和/或从动轮7在传送带支架5上的固定位置实现。
本实用新型长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备方法，可通过如下步骤实现：
步骤1：首先将纤维导向器10的导向部与挤出设备1口模位置对齐，启动两组传送带机构的电机3，使主动轮4和从动轮7带动传送带6转动；
步骤2：待挤出设备1稳定挤出的树脂熔体条料1通过纤维导向器10的导向部后，引入上下两条传送带6的滚压传送面之间，待树脂熔体条料1稳定牵引之后，再将纤维11通过纤维导向器10的导向部与树脂熔体条料1接触，此时树脂熔体条料1未冷却并具有流动性；
步骤3：通过滚压传送面对树脂熔体条料1及纤维11的牵引滚压作用，使纤维11浸入树脂熔体条料1内部，再利用两条传送带6之间1°～60°的夹角，使滚压传送面在牵引滚压树脂熔体条料1和纤维11的同时，对树脂熔体条料1和纤维11产生的滚动加捻作用，使树脂熔体条料1和纤维11粘结交缠，经冷却后便得到纤维11与树脂熔体条料1的共混物8，即完成长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备。
通过改变两条传送带6之间夹角的度数，可改变纤维11与树脂熔体条料1之间加捻效果及缠绕的密实度。如5°、8°、15°、18°、20°、23°、30°、42°、46°、51°、53°、56°、58°等。角度越大，缠绕密度越大，反之越小。
完成长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备后，根据后续复合材料制品的形状和尺寸，将纤维11与树脂熔体条料1的共混物8制成所需规格，再直接利用模压设备成型，得到所需制品。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置，其特征在于包括基座(9)、设置在基座(9)上的两组传送带机构；
这两组传送带机构的每一组传送带机构包括传送带支架(5)、设置在传送带支架(5)上的主动轮(4)和从动轮(7)、驱动主动轮(4)转动的电机(3)，以及套装在主动轮(4)与从动轮(7)之间的并被它们张紧的传送带(6)，传送带(6)表面形成传送面，临近主动轮(4)这端的传送带支架(5)的底部铰接在基座(9)上，临近从动轮(7)这端传送带支架(5)的底部通过一螺栓固定在基座(9)上的一弧形槽(901)内，使从动轮(7)这端的传送带支架(5)可沿该弧形槽(901)的弧形轨迹改变相对位置；
这两组传送带机构的结构相同，不同的是，其中一组传送带机构的传送面叠设在另一组传送带机构的传送面的上方，上下两个传送面之间的间隙形成滚压传送面，且该间隙可调；
在靠近主动轮(4)这端的基座(9)上设有纤维导向器(10)，纤维导向器(10)的导向部与上下两个传送面的中部区域对应；
通过调节弧形槽(901)内的螺栓，使从动轮(7)这端的传送带支架(5)在基座(9)上的位置，使这两组传送带机构的两条传送带(6)之间的夹角θ能在1°～60°内调节。
2.根据权利要求1所述长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置，其特征在于，所述纤维导向器(10)的导向部形状为V型或者U型槽口。
3.根据权利要求1所述长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置，其特征在于，上下两个传送面之间的间隙调节，是通过调节主动轮(4)和/或从动轮(7)在传送带支架(5)上的固定位置实现。
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| CN201620343298.0U CN205615023U (zh) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | 一种长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置 |
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| CN105751522A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-07-13 | 华南理工大学 | 一种长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置与方法 |
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2016
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| CN105751522A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-07-13 | 华南理工大学 | 一种长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置与方法 |
| CN105751522B (zh) * | 2016-04-20 | 2018-06-29 | 华南理工大学 | 一种长纤维增强热塑性树脂复合材料的制备装置与方法 |
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