增厚型連續(xù)纖維熱塑性預(yù)浸帶的制備設(shè)備及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及連續(xù)纖維預(yù)浸帶領(lǐng)域，具體涉及一種增厚型連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸帶的制備設(shè)備及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸帶具有優(yōu)異的機械性能如高韌性、損傷容限、模量、耐沖擊性能等使得其使用壽命長久，并具有相對較低的密度和可二次加工和回收利用等方面的優(yōu)勢。該片材或帶材可廣泛應(yīng)用于制備高強度板材、運動器械、汽車零部件、民用部件等，實現(xiàn)了真正意義上的以塑代鋼。因此近幾年來得到了巨大的發(fā)展，相應(yīng)的制備技術(shù)也得到了重大的突破。
[0003]中國專利CN101474868B公開了一種連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料預(yù)浸帶制備設(shè)備及應(yīng)用，它采用雙擠出流延機，使得熔融樹脂對連續(xù)纖維帶的兩面均進行預(yù)浸漬操作，從而得到連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料預(yù)浸帶。采用該設(shè)備制作形成的帶材均為單層連續(xù)纖維帶，其厚度一般只為0.2-0.4mm之間，為了使后期帶材的疊放工序簡單化，希望將單片帶材的厚度加厚從而減少單片帶材的使用量，同時特別針對連續(xù)纖維增強熱塑性纏繞管道，由于需要達到管材的爆破壓力，往往需要纏繞多層的連續(xù)纖維預(yù)浸帶，如果帶材薄則需要進行多次纏繞，對整體生產(chǎn)線設(shè)計及工藝穩(wěn)定性有極大的挑戰(zhàn)，因此往往需要高強度加厚的預(yù)浸帶，而若采用此設(shè)備將預(yù)浸帶材進一步做厚，則會影響玻璃纖維紗展紗的效果，而玻璃纖維的展開性直接決定了樹脂的融合性，因此，會進一步影響帶材的拉伸強度。而如何做到將帶材的厚度增大的同時保持其帶材的拉伸性能，一直是行業(yè)中亟待解決的問題。
[0004]因此，上述問題是在對增厚型連續(xù)纖維熱塑性預(yù)浸帶的制備設(shè)備和制備方法在設(shè)計和加工過程中應(yīng)當予以考慮并解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述存在的問題，本發(fā)明提供增厚型連續(xù)纖維熱塑性預(yù)浸帶的制備設(shè)備及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:增厚型連續(xù)纖維熱塑性預(yù)浸帶的制備設(shè)備，包括第一涂膜機構(gòu)、第二涂膜機構(gòu)、輥壓浸漬機構(gòu)、分切機構(gòu)、冷卻機構(gòu)和收卷機構(gòu)，所述第一涂膜機構(gòu)與所述第二涂膜機構(gòu)呈并聯(lián)形式設(shè)置并且與所述輥壓浸漬機構(gòu)、所述分切機構(gòu)、所述冷卻機構(gòu)和所述收卷機構(gòu)按順序連接。
[0007]本發(fā)明的進一步改進在于:所述第一涂膜機構(gòu)與所述第二涂膜機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，均包括放紗架、張力調(diào)節(jié)裝置、前排紗裝置、預(yù)加熱烘箱、后排紗裝置和淋膜預(yù)浸裝置，以上各單元按順序依次連接，所述淋膜預(yù)浸裝置包括擠出流延機和牽引輥，所述擠出流延機為單模頭擠出流延機。
[0008]本發(fā)明的進一步改進在于:所述輥壓浸漬機構(gòu)包括加熱壓合預(yù)浸裝置和冷卻壓合預(yù)浸裝置，所述加熱壓合預(yù)浸裝置由多組被加熱的輥軸組成，所述冷卻壓合預(yù)浸裝置由多組起到冷卻作用的輥軸組成。
[0009]本發(fā)明的進一步改進在于:所述冷卻機構(gòu)由多組冷風機組成。
[0010]本發(fā)明的進一步改進在于:一種應(yīng)用上述增厚型連續(xù)纖維熱塑性預(yù)浸帶的制備設(shè)備的制備方法，其特征在于:該方法包括以下步驟:
a.淋膜預(yù)浸:所述第一涂膜機構(gòu)和所述第二涂膜機構(gòu)同時同步展開預(yù)浸漬操作；
b.壓合預(yù)浸:經(jīng)過所述第一涂膜機構(gòu)和所述第二涂膜機構(gòu)預(yù)浸漬后的連續(xù)纖維帶重疊放置導入所述輥壓浸漬機構(gòu)，淋膜預(yù)浸漬后的連續(xù)纖維帶分別經(jīng)過加熱壓合預(yù)浸裝置和冷卻壓合預(yù)浸裝置后導入分切機構(gòu)；
c.分切收卷:采用分切機構(gòu)對連續(xù)纖維帶進行分切，再經(jīng)由冷卻機構(gòu)的冷風機進一步冷卻，最后經(jīng)由收卷機構(gòu)進行收卷操作。
[0011]本發(fā)明的進一步改進在于:所述步驟a淋膜預(yù)浸操作的具體步驟為:連續(xù)纖維從放紗架上引出后經(jīng)過張力調(diào)節(jié)裝置，再經(jīng)由前排紗裝置將玻璃纖維按順序進行排列整齊，然后采用預(yù)加熱烘箱對連續(xù)纖維進行預(yù)熱操作，預(yù)熱后的連續(xù)纖維再次通過后排紗裝置牽引到所述牽引輥上，并與擠出流延機相接觸，所述擠出流延機的擠出料落在連續(xù)纖維即將復(fù)合的上表面上。
[0012]本發(fā)明的進一步改進在于:所述預(yù)加熱烘箱采用紅外加熱的方式，并且所述預(yù)加熱烘箱的預(yù)加熱溫度介于樹脂的熔融溫度與連續(xù)纖維帶表面處理劑的破壞溫度之間。
[0013]本發(fā)明的進一步改進在于:所述擠出流延機的擠出料為熱塑性樹脂，并采用單螺桿或雙螺桿擠出機對熱塑性樹脂進行供料，所述擠出流延機可通過調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速或喂料速度控制熱塑性樹脂的擠出量和擠出速度。
[0014]本發(fā)明的進一步改進在于:保持所述輥壓浸漬機構(gòu)的加熱壓合預(yù)浸裝置中多組輥軸的表面溫度使得樹脂處于熔融狀態(tài)。
[0015]本發(fā)明的進一步改進在于:所述步驟c連續(xù)纖維帶經(jīng)由分切機構(gòu)分切后采用分別對應(yīng)多組連續(xù)纖維預(yù)浸帶的多組左右牽引輥進行導出再進行冷卻、收卷。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了連續(xù)纖維預(yù)浸帶的制備設(shè)備及其制備方法，采用第一涂膜機構(gòu)與第二涂膜機構(gòu)并聯(lián)的方式，然后使用一套后續(xù)的壓合及冷卻工藝，將兩邊單獨進行淋膜浸漬后的連續(xù)纖維帶疊合到一起，即每臺涂膜機構(gòu)各生產(chǎn)0.3-0.5mm之間的連續(xù)纖維帶，然后左右疊合到，并通過輥壓浸漬機構(gòu)的壓合預(yù)浸操作從而一次性生產(chǎn)得到0.6-1.0mm厚的預(yù)浸帶材。解決了在保證帶材拉伸性能的同時生產(chǎn)厚的預(yù)浸帶的問題，減少了后期帶材的疊放所需的單片帶材的使用量，從而使后期工序簡化，特別適用于連續(xù)纖維增強熱塑性纏繞管道的制造，提高了企業(yè)的加工效率。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明增厚型連續(xù)纖維熱塑性預(yù)浸帶的制備設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]其中，1-第一涂膜機構(gòu)，2-第二涂膜機構(gòu)，3-輥壓浸漬機構(gòu)，4-分切機構(gòu)，5-冷卻機構(gòu)，6-收卷機構(gòu)，7-放紗架，8-張力調(diào)節(jié)裝置，9-前排紗裝置，10-預(yù)加熱烘箱，11-淋膜預(yù)浸裝置，12-擠出流延機，13-牽引輥，14-加熱壓合預(yù)浸裝置，15-冷卻壓合預(yù)浸裝置，16-后排紗裝置。
【具體實施方式】
[0019]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對本發(fā)明的保護范圍構(gòu)成限定。
[0020]本實施例提供增厚型連續(xù)纖維熱塑性預(yù)浸帶的制備設(shè)備及其制備方法，如圖1所示，增厚型連續(xù)纖維熱塑性預(yù)浸帶的制備設(shè)備，包括第一涂膜機構(gòu)1、第二涂膜機構(gòu)2、輥壓浸漬機構(gòu)3、分切機構(gòu)4、冷卻機構(gòu)5和收卷機構(gòu)6，所述第一涂膜機構(gòu)I與所述第二涂膜機構(gòu)2呈并聯(lián)形式設(shè)置并且與所述輥壓浸漬機構(gòu)3、所述分切機構(gòu)4、所述冷卻機構(gòu)5和所述收卷機構(gòu)6按順序連接。上述設(shè)備采用如下步驟進行操作:
a.淋膜預(yù)浸:所述第一涂膜機構(gòu)I和所述第二涂膜機構(gòu)2同時同步展開預(yù)浸漬操作；
b.壓合預(yù)浸:經(jīng)過所述第一涂膜機構(gòu)I和所述第二涂膜機構(gòu)2預(yù)浸漬后的連續(xù)纖維帶重疊放置導入所述輥壓浸漬機構(gòu)3，后導入分切