[发明专利]长纤维增强热塑性塑料的生产设备和生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及长纤维增强塑料的生产设备和生产方法，具体涉及一种能够充分将长纤维原纱分散的浸渍结构，同时也涉及了采用该结构的浸渍模头，以及使用该浸渍模头生产长纤维增强塑料的方法。

背景技术

长纤维增强热塑性塑料（Long-Fiber Reinforce Thermoplastic），简称LFT是一种具有可设计性、低密度、高比强度、高比模量和抗冲击性强等特点，LFT热塑性塑料的出现对铝合金、纤维增强热固性复合材料构成了巨大挑战，LFT热塑性塑料也逐步成为制作汽车零部件的主流材料。

在生产LFT的过程中，需要在挤出机头中将长纤维材料（比如玻璃纤维、碳纤维）的原纱进行分散成单丝以方便熔融的塑料能够充分对浸润，以便在整个浸渍过程结束后所挤出的LTF料条具有很好的性能，往往分散成单丝程度决定了最终LFT料条的质量和性能。

现有生产LFT的技术中所使用的浸渍模头，如中国专利“一种连续长纤维增强热塑性树脂的成型方法及其成型设备”（公开号CN101152767A）中所公开的技术方案，采用布置多组张力辊，在引纱的过程中，使原纱依次交替穿过张力辊曲（此系该专利文件中用语，且与我们专利无关，可以不改吗？）线前进，使原纱被张力辊不断分散，从而使其能够被熔融的塑料所浸润。但是这种技术方案，在高速牵引情况下容易起单丝折断，对熔融浸渍造成不稳定因素，同时张力辊不容易拆卸和维护。

针对上述情况，中国专利“长纤维增强塑料生产用纤维丝束熔融浸渍模头及浸渍方法”（公布号 CN 101695873A）为了解决上述技术方案出现的单丝折断的问题，其附加设置非接触导丝辊，使原纱从非接触导丝辊中穿出，该种技术方案，对单丝折断问题改善是有限的。

上述两种技术方案，都采用单股原纱进入浸渍腔，利用张力辊来分散长纤维原纱，为了使挤出的热塑性塑料料条内增强纤维达到一定的比例，一般采用号数较大(号数即为tex值，)的原纱，一般号数范围在1200-2400tex之间，一根原纱中大概含有4000至5000根单丝，如果需要达到良好的分散效果，往往需要较长的浸渍腔内设有多组张力辊进行多级分散，这样一来工作效率受到了很大限制。另外，由于张力辊只能使原纱在张力辊轴向方向上分散，也就是说通过张力辊的原纱仅在一个维度上散开，单丝散开有限，浸润效果没有最大化，而且在进行挤出成型时很难它们均匀地分布在料条截面空间内。

发明内容

 为解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够充分将长纤维原纱分散的浸渍结构、采用该结构的浸渍模头以及使用该浸渍模头生产长纤维增强塑料的方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

适用于长纤维熔融塑料浸渍的原纱分散结构，其特征在于，包括轴线相互平行的两个以上的进纱通孔，上述进纱通孔在与其轴向垂直的截面上以中心对称方式分布；还包括轴线通过上述进纱通孔对称中心的并与上述进纱通孔轴线平行的集纱通孔；还包括能够与通过上述进纱通孔和集纱通孔的原纱接触的具有凹凸外形的散纱核芯，该散纱核芯是由一平面曲线围绕着同一平面内仅与其相交于两点的一条直线旋转而形成的回转体，上述曲线为平滑曲线，上述直线通过上述进纱通孔的对称中心并与上述进纱通孔的轴线平行；还包括设置在上述散纱核芯表面两个凸起部分之间的凹陷处外围的并能环绕整个散纱核芯的导纱环，上述导纱环形成有向位于其中心的散纱核芯凸出的平滑的导纱接触面。

前述的适用于长纤维熔融塑料浸渍的原纱分散结构，其特征在于，形成上述散纱核芯的曲线是抛物线、圆弧、椭圆弧、正弦曲线、余弦曲线、直线中的一种或多种的组合。

利用前述的原纱分散结构的浸渍模头，包括浸渍流道，其特征在于，还包括与上述浸渍流道相通的一个以上的浸渍单元，上述浸渍单元包括两端贯通的浸渍腔，在上述浸渍腔的一端设有带有挤出孔的挤出端头盖，另一端设有带有上述进纱通孔和散纱核芯的进纱端头盖，上述浸渍腔内靠近上述挤出端头盖一侧设有带有上述集纱口的集纱口模；上述挤出孔和集纱通孔的轴线在一条直线上。

前述的浸渍模头，其特征在于，上述浸渍腔内设有固定在上述浸渍腔一端的导纱环组件，上述的导纱环组件设有上述导纱环或导纱环组件部分本体形成上述导纱环。

前述的浸渍模头，其特征在于，上述挤出端头盖的内壁和集纱口模的外壁形成有渐收的挤出流道。

前述的浸渍模头，其特征在于，上述浸渍单元的数目为1至60，上述每个浸渍单元上设有的进纱通孔的数目为2至30。 

利用前述的浸渍模头生产长纤维增强热塑性塑料的方法，其特征在于，包括如下步骤：