連續(xù)層壓法制備的熱塑性預(yù)浸料及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于樹脂基復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)層壓法制備的熱塑性預(yù) 浸料及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 樹脂基復(fù)合材料相比金屬和無機材料等傳統(tǒng)材料具有更高的比強度和比模量而 得到廣泛應(yīng)用。樹脂基復(fù)合材料分為熱固性和熱塑性復(fù)合材料，相比于熱固性復(fù)合材料，熱 塑性復(fù)合材料具有成型周期短、環(huán)境友好、可回收利用等優(yōu)點。但由于熱塑性樹脂在熔融狀 態(tài)下年度較大，常大于lOOPa.s，因此常規(guī)制備過程中需要提供較大的壓力才能保證浸漬 效果。常用的浸漬方法主要包括直接浸膠法和擠出浸膠法，直接浸膠法是將增強纖維束或 者纖維布通過樹脂熔體的膠池；擠出浸漬法是將樹脂熱熔后通過擠出模頭，涂覆在纖維表 面，然后通過熱壓輥等設(shè)備達(dá)到樹脂在纖維中浸漬的效果。但是真兩種方法后期都需要熱 壓輥提供一個大的壓力，突變性的作用在預(yù)浸料上，容易導(dǎo)致纖維損傷，纖維走向，熱熔的 樹脂在長時間高溫下接觸氧氣，導(dǎo)致熱氧降解等缺點。
[0003] 層壓法制備熱塑性預(yù)浸料，是將裁剪成固定規(guī)格的纖維布和樹脂薄膜在層壓機中 進行壓制，制備性能優(yōu)異的預(yù)浸料。但是此方法為間歇式生產(chǎn)，需頻繁開模合模，生產(chǎn)效率 較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)層壓法制備的熱塑性預(yù)浸料及其方法，克服間歇式 生產(chǎn)的缺陷，提高生產(chǎn)效率。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為： 連續(xù)層壓法制備熱塑性預(yù)浸料的方法，其特征在于： 由以下步驟實現(xiàn)： 步驟一：根據(jù)膠含量準(zhǔn)備增強纖維和樹脂薄膜； 步驟二：在增強纖維卷的上、下方各設(shè)置一個樹脂薄膜卷，增強纖維和樹脂薄膜通過收 卷裝置收卷； 在增強纖維和樹脂薄膜的行進路徑上設(shè)置除雜、干燥噴頭進行除雜、除塵、干燥處理； 步驟三：將增強纖維和樹脂薄膜匯聚到上下相對的定向輥組，固定增強纖維和樹脂薄 膜的相對位置，進行定位； 步驟四：接著通過上下相對的預(yù)熱設(shè)備組進行預(yù)熱； 步驟五：再將定位、預(yù)熱處理后的增強纖維和樹脂薄膜通過帶有加熱和冷卻裝置且上 下相對的連續(xù)層壓設(shè)備組，進行預(yù)浸漬； 步驟六：收卷，裁邊，得到預(yù)浸料。
[0006] 步驟一中，膠含量為
膠含量為30-50%。
[0007] 步驟一中： 增強纖維選自玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維，存在狀態(tài)為單向纖維布、纖維編制布或者 纖維氈； 樹脂薄膜由樹脂材料通過吹塑法、流延法或雙向拉伸法制得，樹脂選自聚丙烯樹脂、聚 乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚苯醚樹脂、聚砜樹脂； 樹脂薄膜的厚度為
[0008] 步驟二中： 除雜、除塵方法為溶劑清洗、熱風(fēng)吹掃，溫度選取在樹脂熔點之下的10-20°C; 干燥處理方法為熱風(fēng)吹掃、紅外干燥，溫度選取在樹脂熔點之下的10-20°C。
[0009] 步驟三中，定位輥組的壓力為0· 4-2.OMPa。
[0010] 步驟四中，預(yù)熱溫度介于樹脂熔點之下20°C到熔點之間。
[0011] 步驟五中，連續(xù)層壓設(shè)備包括加熱加壓浸漬段和冷卻脫模段； 加熱加壓浸漬段的溫度梯度為0±15°c/m，壓力梯度為0±2MPa/m; 冷卻脫模段的溫度梯度為-15 ~ 0°C/m，壓力梯度為0±2MPa/m。
[0012] 連續(xù)層壓設(shè)備的線速度為0-3m/s，收卷裝置的線速度為連續(xù)層壓設(shè)備線速度的 1. 0-1. 2倍，定位輥的線速度為連續(xù)層壓設(shè)備線速度的0. 1-1. 0倍。
[0013] 如所述的連續(xù)層壓法制備熱塑性預(yù)浸料的方法制得的熱塑性預(yù)浸料。
[0014] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點： 1、本發(fā)明選用的樹脂為預(yù)先制備的樹脂薄膜，可以確保預(yù)浸料制備過程中樹脂含量， 保證產(chǎn)品膠含量的穩(wěn)定性。
[0015] 2、本發(fā)明采用加壓方式為整個預(yù)浸料全部受壓，可以有效的避免局部壓力過大導(dǎo) 致的纖維走向。
[0016] 3、本發(fā)明預(yù)浸料制備過程中，纖維不需要承受較大的徑向力和張力，纖維損傷小， 預(yù)浸料性能更加優(yōu)異。
[0017] 4、本發(fā)明制備過程中，樹脂熔體在模具內(nèi)部，不需要接觸空氣，有效的避免了樹脂 的熱氧老化。
[0018] 5.本發(fā)明采用連續(xù)化工藝，大大提高了生產(chǎn)效率。
[0019] 6.本發(fā)明生產(chǎn)過程中，通過調(diào)整制備過程中各個段的線速度，能夠?qū)渲屠w維 可控性的施加預(yù)張力，提高產(chǎn)品性能。
【附圖說明】
[0020] 圖1是預(yù)浸料制備過程的示意圖。
[0021 ] 圖中：1-樹脂薄膜卷，2-增強纖維卷，3-除雜、干燥噴頭，4-定向輥，5-預(yù)熱裝置， 6-連續(xù)層壓裝置，7-收卷裝置。
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細(xì)的說明。
[0023] 本發(fā)明涉及的連續(xù)層壓法制備熱塑性預(yù)浸料的方法，由以下步驟實現(xiàn)： 步驟一：根據(jù)膠含量準(zhǔn)備增強纖維和樹脂薄膜； 步驟二：在增強纖維卷的上、下方各設(shè)置一個樹脂薄膜卷，增強纖維和樹脂薄膜通過收 卷裝置收卷； 在增強纖維和樹脂薄膜的行進路徑上設(shè)置除雜、干燥噴頭進行除雜、除塵、干燥處理； 步驟三：將增強纖維和樹脂薄膜匯聚到上下相對的定向輥組，固定增強纖維和樹脂薄 膜的相對位置，進行定位； 步驟四：接著通過上下相對的預(yù)熱設(shè)備組進行預(yù)熱； 步驟五：再將定位、預(yù)熱處理后的增強纖維和樹脂薄膜通過帶有加熱和冷卻裝置且上 下相對的連續(xù)層壓設(shè)備組，進行預(yù)浸漬； 步驟六：收卷，裁邊，得到預(yù)浸料。
[0024] 1、步驟一中： 膠含量為
膠含量為30-50%，纖維含量為50-70%。
[0025] 增強纖維選自玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維，存在狀態(tài)為單向纖維布、纖維編制布 或者纖維氈。
[0026] 樹脂薄膜由樹脂材料通過吹塑法、流延法或雙向拉伸法制得，樹脂選自聚丙烯樹 月旨、聚乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚苯醚樹脂、聚砜樹脂。
[0027] 樹脂薄膜的厚度為
[0028] 薄膜和纖維的寬度為0-2米。也可以是客戶要求的任意寬度。
[0029] 2、步驟二中： 除雜、除塵方法為溶劑清洗、熱風(fēng)吹掃，溫度選取在樹脂熔點之下的10-20°C;干燥處理 方法為熱風(fēng)吹掃、紅外干燥，溫度選取在樹脂熔點之下