一种可织造连续纤维增强热塑性预浸带的制备方法及制品.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CN110281550A(43)申请公布日2019.09.27(21)申请号201910602617.3(22)申请日2019.07.05(71)申请人天津工业大学地址300387天津市西青区宾水西道399号(72)发明人吴宁杨宏宇李帅陈利(51)Int.Cl.B29C70/52(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种可织造连续纤维增强热塑性预浸带的制备方法及制品(57)摘要本发明公开了一种可织造连续纤维热塑性预浸带的制备方法及制品，包括浸渍前区和浸渍后区，浸渍前区有倒纱架、分纱架、螺杆挤出机机头部分，浸渍后区有牵伸罗拉、啮合辊筒、加热套管、温控箱、牵引机、卷绕机。目的是采用二次熔融浸渍的方法，在浸渍前区将纤维束分散铺展开来，内层纤维并未完全浸渍，纤维表面涂敷一层树脂，在牵伸罗拉和啮合辊筒的作用下，实现二次浸渍，纤维中的气体被挤出，树脂和纤维被进一步分散，制得表面粗糙、柔软可织造的预浸带，属于树脂基复合材料技术领域。CN110281550ACN110281550A权利要求书1/1页1.一种可织造连续纤维热塑性预浸带的制备方法及制品，其特征在于：高性能纤维束从倒纱架(1)到分纱架(2)，穿过螺杆挤出机机头(5)，经过啮合辊筒(6)，初步制得预浸带(7)，再经加热套筒(8)内的牵伸罗拉(13)、啮合辊筒(6)二次浸渍，制得成型浸渍带(7)，冷却后，通过牵引机(11)的牵引，在卷绕机(12)上卷绕成型。2.按照权利要求1所述的一种可织造连续纤维热塑性预浸带的制备方法及制品，其特征在于：所述啮合辊筒(6)为一对凹凸啮合的辊筒构成，间隙可调，辊筒表面有凸起花纹，优选高度为0.1-1mm，花纹种类可以是半球形、十字形、三角形以及其他不规则异形凸起形状，优选半球形突起花纹，啮合辊筒表面设有多个不同宽度的预浸带通道，啮合辊筒优选长度为5-30cm，通过调节啮合间隙，能有效地控制预浸带的形状。3.按照权利要求1所述的一种可织造连续纤维热塑性预浸带的制备方法及制品，其特征在于：所述加热套管(8)是纤维二次浸渍的通道，贴近螺杆挤出机机头的出料口，优选长度为25-200cm，优选直径为5-30cm，内部安装有红外高温发热灯管(9)和啮合辊筒(6)，外部连接温控箱(10)，温控范围为0-290℃，优选温度为150-250℃，加热套管外层包覆隔热套。4.按照权利要求1所述的一种可织造连续纤维热塑性预浸带的制备方法及制品，其特征在于：所述方法亦能够实现混纤纱包覆后浸渍、薄膜层间增韧纤维包覆后浸渍、树脂粉末层间增强纤维包覆后浸渍工艺。5.按照权利要求1所述的一种可织造连续纤维热塑性预浸带的制备方法及制品，其特征在于：所述的可织造预浸带中纤维含量占35％-65％，预浸带的厚度为0.1-1mm。2CN110281550A说明书1/5页一种可织造连续纤维增强热塑性预浸带的制备方法及制品技术领域[0001]本发明为树脂基复合材料技术领域，涉及一种可织造连续纤维热塑性预浸带的制备方法及制品。背景技术[0002]相对于连续纤维增强热固性预浸带来说，连续纤维增强热塑性预浸带具备更多优异的性能，如高的拉伸强度、弯曲强度、耐冲击性能等；并且还具备质量轻、易存放、可回收利用等特点而广泛应用于拉挤、缠绕、模压等复合材料加工工艺。但随着航空航天及国防等高科技领域的发展，对连续纤维增强热塑性复合材料在结构复杂度和性能均匀性方面提出了更高的要求。[0003]立体织造技术是目前能够满足复杂结构复合材料的增强体加工技术，立体织物还具备其他结构增强体结构难以比拟的准各向同性特点。但将连续纤维增强热塑性预浸带应用于立体织造时，发现其由于硬挺度过大而无法满足立体织造过程对纤维柔软性的要求。美国专利US14712709介绍了一种柔软预浸件的制备方法，将无纺布或织物分层放置，通过施加热或压力的方式，使热塑性树脂渗透预浸料坯，保持中心部位的第一、二两层主表面之间的织物未被树脂渗透，该方法能够制得柔软的预浸件，但未涉及柔性预浸带的制造。美国专利US20170051438A1介绍了一种低压浸渍的方法，获得了柔性预浸带，其产品质量可靠，且能够广泛应用于编织、缠绕、模压等工艺，但该方法制得的预浸带内部空气难以排出，在以后的加工中，易在制品内部形成孔洞。发明内容[0004]针对现有技术存在的缺陷或改进需求，本发明提供了一种可织造连续纤维热塑性预浸带的制备方法，通过二次熔融浸渍工艺，可用于解决以上柔性可织造连续纤维热塑性预浸带的品质问题，从而制备一种可织造连续纤维热塑性预浸带，能够批量应用于工业生产。且本发明成本低，工艺流程简单，方法易于操作。为达到上述目的，本发明的技术方案如下：[0005]高性能纤维束从倒纱