連續(xù)纖維熱塑性預浸帶的生產(chǎn)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱塑性纖維增強材料領(lǐng)域，特別涉及一種連續(xù)纖維熱塑性預浸帶的生產(chǎn)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近幾年材料行業(yè)的發(fā)展，越來越多的新材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬板材被運用到汽車、建筑、工程領(lǐng)域，不僅密度輕，而且兼具優(yōu)異的機械性能，如高的拉伸強度、彎曲度、耐高溫等優(yōu)異性能。近年來，熱塑性連續(xù)纖維的材料得到了迅猛的發(fā)展，技術(shù)上也有了重大突破。制備該材料的關(guān)鍵在于樹脂對纖維的浸潤，尤其針對生產(chǎn)中，既要可以連續(xù)化生產(chǎn)，又要保證樹脂對纖維的充分浸潤。
[0003]中國專利ZL200810201216.9公開了一種連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂復合材料預浸帶的制備設(shè)備，該設(shè)備中采用雙擠出模頭使用淋膜的形式，將熔融狀態(tài)的樹脂直接淋膜到連續(xù)纖維紗上，由于連續(xù)纖維紗也分為上下兩側(cè)面，因此需要使用相對的兩個模頭進行雙面淋膜，然后進入加熱輥壓裝置，冷卻后產(chǎn)品產(chǎn)出。在該淋膜工藝中，淋膜到連續(xù)纖維上的擠出料會出現(xiàn)分布不均勻的問題，同時纖維紗未經(jīng)過熔融狀態(tài)熔池浸潤預浸性不理想，進而影響材料性質(zhì)。
[0004]中國專利ZL 201110296640.8公布了另外一種連續(xù)纖維增強熱度性樹脂復合材料預浸帶的制備設(shè)備，該設(shè)備采用展開的纖維紗穿過擠出機的模頭，使用熔融浸潤的方法進行生產(chǎn)，但生產(chǎn)過程中從熔池中拉出來的連續(xù)纖維帶邊部纖維含量極低，后續(xù)生產(chǎn)需要將兩邊緣進行切邊處理，廢料率極高，且生產(chǎn)效率緩慢。
[0005]因此，現(xiàn)在亟需一種淋膜均勻、浸潤效果好、廢料率低的連續(xù)纖維熱塑性預浸帶的生產(chǎn)設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出一種連續(xù)纖維熱塑性預浸帶的生產(chǎn)設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)熱塑性連續(xù)纖維過程出現(xiàn)淋膜不均勻、浸潤效果差、廢料率高的問題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種連續(xù)纖維熱塑性預浸帶的生產(chǎn)設(shè)備，包括兩組對稱擺放的放紗架、張力調(diào)節(jié)裝置和預加熱除濕機，還包括第一涂膜機構(gòu)、第二雙模頭熔池浸潤機構(gòu)、滾壓冷卻裝置和收卷裝置；
[0008]所述放紗架和所述預加熱除濕機之間設(shè)有纖維導向孔架、纖維導向輥、排紗裝置和纖維展開裝置；
[0009]所述第一涂膜機構(gòu)由第一流延機構(gòu)和第一壓合輥組成；
[0010]所述第二雙模頭熔池浸潤機構(gòu)由雙模頭流延機模頭、第二浸潤機構(gòu)熔池、第二浸潤機構(gòu)浸涂膜輥組成；
[0011]所述滾壓冷卻裝置由W型浸潤壓輥、冷卻平壓復合輥組成；
[0012]所述滾壓冷卻裝置和所述收卷裝置之間還設(shè)有水冷對輥和冷卻水槽，所述水冷對輥設(shè)于所述冷卻水槽內(nèi)，所述水冷對輥一側(cè)設(shè)有風干機構(gòu)。
[0013]作為一優(yōu)選的實施方式，連續(xù)纖維依次通過放紗架、纖維導向孔架、纖維導向輥、排紗裝置、纖維展開裝置和預加熱除濕機，左右對稱均勻展開進入所述第一涂膜機構(gòu)，所述第一流延機構(gòu)將熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂涂抹于左右對稱均勻展開的所述連續(xù)纖維中部。
[0014]作為一優(yōu)選的實施方式，所述雙模頭流延機模頭，為單螺桿擠出機供料，兩個所述的雙模頭流延機模頭的流延量相同，所述熱塑性樹脂通過所述雙模頭流延機模頭分別流延至所述第二浸潤機構(gòu)浸涂膜輥上，一對所述的第二浸潤機構(gòu)浸涂膜輥相向旋轉(zhuǎn)，將熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂帶到所述第二浸潤機構(gòu)熔池中。
[0015]作為一優(yōu)選的實施方式，所述連續(xù)纖維經(jīng)過所述第一涂膜機構(gòu)完成芯部浸潤后，進入到所述第二雙模頭熔池浸潤機構(gòu)，穿過熔融狀態(tài)的所述第二浸潤機構(gòu)熔池對表面纖維進行浸潤，依靠第二浸潤機構(gòu)浸涂膜輥之間的間隙，控制樹脂的含量及厚度。
[0016]作為一優(yōu)選的實施方式，所述W型浸潤壓輥由錯位排列的多組高溫壓輥構(gòu)成，預浸后的帶材通過呈W形排列的所述高溫壓輥三次預浸，所述冷卻平壓復合輥通過氣缸控制對輥之間的壓合力，所述冷卻平壓復合輥內(nèi)設(shè)置有冷卻恒溫液體，冷卻恒溫液體的溫度成梯度下降。
[0017]作為一優(yōu)選的實施方式，所述第一壓合輥、所述第二浸潤機構(gòu)浸涂膜輥、所述W型浸潤壓輥的內(nèi)部均設(shè)置有恒溫液體，恒溫液體的溫度高于所述熱塑性樹脂的溫度。
[0018]作為一優(yōu)選的實施方式，所述放紗架上設(shè)置有若干放紗軸，所述放紗軸帶有用于控制放紗紗束張力的恒張力控制器。
[0019]作為一優(yōu)選的實施方式，所述連續(xù)纖維為連續(xù)的玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維。
[0020]作為一優(yōu)選的實施方式，所述熱塑性樹脂為PE、PP、PA6、PA66、PET及上述樹脂的改性配方。
[0021]采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是:連續(xù)纖維經(jīng)過放紗架進入到纖維導向孔架，通過導向孔將纖維橫向均布鋪開，再由纖維導向輥導到同一水平面上，進過排紗裝置對纖維進行梳理，通過多組纖維展開裝置調(diào)節(jié)好纖維的平整度，通過預加熱除濕機對展開的纖維紗預熱，再進入纖維展開裝置進行二次展紗。
[0022]連續(xù)纖維左右對稱均勻展開進入第一涂膜機構(gòu)，第一流延機構(gòu)將熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂涂抹于連續(xù)纖維中部，雙模頭流延機模頭為單螺桿擠出機供料，兩模頭的流延量相同，熱塑性樹脂通過雙模頭流延機模頭分別流延至第二浸潤機構(gòu)浸涂膜輥上，一對浸涂膜輥相向旋轉(zhuǎn)，將熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂帶到第二浸潤機構(gòu)熔池中，連續(xù)纖維經(jīng)過第一涂膜機構(gòu)完成芯部浸潤后，進入到第二雙模頭熔池浸潤機構(gòu)，穿過熔融狀態(tài)的第二浸潤機構(gòu)熔池對表面纖維進行浸潤，依靠第二浸潤機構(gòu)浸涂膜輥之間的間隙，控制樹脂的含量及厚度。
[0023]經(jīng)過二次預浸后的纖維成W型路線在多組高溫壓輥之間運動，通過氣缸控制滾壓軸的高度從而調(diào)節(jié)預浸帶張緊角度，滾壓軸內(nèi)采用液體保溫使得預浸帶中樹脂一直處于熔融狀態(tài)，預浸帶中的纖維依靠張緊力實現(xiàn)輥壓浸漬，隨后通過冷卻平壓復合、水冷、除濕工序，最后收卷。
[0024]該生產(chǎn)線中，擠出機出來的熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂料通過兩個模頭流延至一對涂膜輥上，一對涂膜輥一個順時針旋轉(zhuǎn)、一個逆時針旋轉(zhuǎn)，通過涂膜輥的轉(zhuǎn)動將上述流延出來的料集中到一對輥之間的倒三角熔池區(qū)，同時輥子自身保持和模頭一樣的溫度，防止樹脂冷卻，該結(jié)構(gòu)使得展開的纖維通過了熔融狀態(tài)樹脂積料區(qū)，使得纖維紗與樹脂之間的接觸更充分，同時通過調(diào)節(jié)涂膜輥之間的間隙可以有效控制產(chǎn)品中間的樹脂含量及均勻度，并且熔融狀態(tài)樹脂附著在纖維紗上被帶出，可以有效控制預浸帶寬度。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發(fā)明連續(xù)纖維熱塑性預浸帶的生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中，1-放紗架；2_纖維導向孔架；3_纖維導向輥；4_排紗裝置；5_纖維展開裝置；6_預加熱除濕機；7_第一流延機構(gòu)；8_第一壓合輥；9_雙模頭流延機模頭；10-第二浸潤機構(gòu)浸涂膜輥；11-第二浸潤機構(gòu)熔池；12-W型浸潤壓輥；13-冷卻平壓復合輥；14_水冷對輥；15_冷卻水槽；16_風干機構(gòu)；17_收卷裝置。
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0029]如圖1所示，一種連續(xù)纖維熱塑性預浸帶的生產(chǎn)