一种新型连续纤维制作热塑性预浸料的工艺及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108340599A(43)申请公布日2018.07.31(21)申请号201810148406.2(22)申请日2018.02.13(71)申请人山东节点新材料科技有限公司地址250100山东省济南市高新区颖秀路2766号生产楼701-709室(72)发明人张海涛岳世涛赵联宝孙兴(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人郑平(51)Int.Cl.B29C70/50(2006.01)B29C70/54(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种新型连续纤维制作热塑性预浸料的工艺及方法(57)摘要本发明提供一种新型连续纤维制作热塑性预浸料的方法及工艺，首先，纤维织物通过砂架和砂辊进行初步导流分散，然后进入分散装置，在分散装置中，通过滚轮和气流展丝技术使纤维得到充分分散，再进入热处理装置，通过微波加热清除掉纤维原带有的树脂和残留助剂，然后经浸渍装置使树脂粉末附着在纤维表面，经过高红外加热装置使胶体熔融，再经过感应加热压实、压辊整形和冷却定型，最后收卷得到连续纤维热塑性预浸料。本发明中采取了三种加热方式，分别是微波加热、高红外加热和感应加热，有效提高了处理效率。CN108340599ACN108340599A权利要求书1/1页1.一种新型连续纤维制作热塑性预浸料的装置，其特征在于，包括：顺序排列的纱架、导纱辊、分散装置、热处理装置、浸渍装置、高红外加热装置、感应加热装置、压实装置、冷压装置和收卷辊；所述浸渍装置为静电流化床，所述静电流化床包括壳体和设置在壳体内的上、下均压板，所述壳体的上下两端分别设置有出气通道和进气通道，纤维从上下均压板之间通过，在流化床上均压板与纤维之间设置有振动筛、流化床下均压板与纤维之间设置负高压喷枪。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分散装置设置有多组导辊，采用气流分散。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所用纤维选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维，存在状态为单向纤维丝，其纤维束为3K、6k、和12k。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，振动筛的树脂颗粒直径在50um-100um之间，流化床颗粒直径在10-40um之间，二者粒径相差40-60um。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，静电压数值：25kv，50kv，75kv，100kv；流化室气压：0.1MP，0.2MP，0.3MP，0.4MP。6.一种新型连续纤维制作热塑性预浸料的方法，其特征在于，包括：1)将初步分散后纤维通在多组导辊和气流分散作用下分散；2)将步骤1)分散后的纤维进行微波加热；3)将微波加热后的纤维通过流化床和撒粉工艺涂覆树脂粉末；4)将涂覆树脂粉末后的纤维依次进行高红外加热、感应加热；5)将加热处理后的纤维经过压实、冷却、收卷，即得连续性纤维的预浸料。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述微波加热温度在300-400℃。8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述感应加热装置的温度在100-120℃。9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高红外加热装置中设定加热温度为240℃。10.权利要求6-9任一项所述的方法制备的新型连续纤维制作热塑性预浸料。2CN108340599A说明书1/5页一种新型连续纤维制作热塑性预浸料的工艺及方法技术领域[0001]本发明属于复合材料中间体的设计与制备技术领域，特别涉及一种新型连续纤维制作热塑性预浸料的工艺及方法。背景技术[0002]在复合材料领域中，由高比强度、比模量的高性能纤维作为增强体的树脂基复合材料被称为先进树脂基复合材料，它一直是发达国家对复合材料应用和研究的主体。经过了40多年的研究开发和实际应用，先进复合材料已开发出多种类型的产品满足航空航天飞行器的不同使用需求，并在轨道交通、核能船舶和电力设施等民用领域取得了一系列的突破。近年来，随着尖端工业对更高性能复合材料的需求及节能环保的可持续发展理念的推动，传统的加工工艺周期长、制造成本高、低韧性、不可回收的热固性复合材料已不能满足新形势下对先进复合材料的要求，因此开发纤维增强的热塑性复合材料已成为国际学术界的共识。[0003]目前研究较成熟的热塑性复合材料预浸料制备技术有多种：溶液浸渍法、熔融浸渍法、反应聚合浸渍法、粉末法、混合纤维法、纤维混编法、薄膜层叠法。前三种属于预浸渍法，其他几种属于后浸渍法。预浸渍法的理想效果是热塑性聚合物充分浸渍每根纤维，得到一定形态的束状、带状的预浸料。[0004]粉末法是将热塑性树脂加工成一定颗粒的粉末以不同的方式施加到增强纤维上，这种浸渍工艺生产效率高，工艺控制方便。根据工艺过程的不同及树脂和增强纤维结合状态的差异，粉末浸渍法可以分为以下几种方法：流态化床