[发明专利]一种长纤复合材料的造粒生产线

说明书

一种长纤复合材料的造粒生产线，属于聚合物改性设备领域。包括挤出机、长纤存储单元、长纤预处理单元、长纤浸润挤出模具、冷却系统、风干系统、牵引系统、切粒系统和收集系统；长纤浸润挤出模具包括熔池底板、熔池上板、导柱、上加热器和下加热器；熔池上板开设有长纤导入孔、热电偶安装孔和熔体压力传感器安装孔；熔池底板开设有挤出模孔、聚合物熔体进料口和热电偶安装孔；给出了长纤浸润挤出模具长纤导入孔和挤出模孔的长度计算方法。本发明不仅可有效缩短聚合物熔体在挤出模具内的停留时间，提高长纤与聚合物熔体结合的密实度和浸润程度，而且可以防止聚合物熔体从长纤导入孔冒料和挤出模孔边沿刮落聚合物现象的出现。

技术领域

本发明涉及一种长纤复合材料的造粒生产线，属于聚合物改性设备领域。

背景技术

近年来，由于长纤复合材料优异的力学性能越来越受到关注，所以越来越多的科技工作者在长纤复合材料制备开发方面开展了大量工作：

1.申请号：200610045857.0，标题为“连续纤维增强复合材料、生产方法及专用设备”，采用了分流结构将熔融聚合物进行分流，在聚合物分流流道的末端与垂直方向引入的玻璃长纤交汇，随后长纤经过蛇形流道流出。该方案中存在如下问题：长纤导入孔较短，容易造成从长纤导入孔冒料；该挤出模具导入玻纤很难对正聚合物分流流道口。

2.申请号：200610122459.4，标题为“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”，在模头外体上开设了热塑性树脂熔体夹缝流道和连续长纤入口，浸润流道内安装张力辊。该挤出模具可以完成长纤浸润的工作，但是设计中没有考虑流道内物料建压不足、长纤导入孔冒料、长纤束在聚合物熔体内成股等问题。

3.申请号：200880007823.X，标题为“由长纤维强化的热塑性树脂粒料及其制造方法”，采用熔融浸润的方法对长纤进行浸润。挤出机挤出方向与长纤牵引方向垂直。浸润在浸润池内完成，浸润池内安装多个浸润辊，有利于树脂对长纤的浸润。但是，该专利没有提及如何保证长纤入口冒料和长纤束在聚合物熔体内浸润不充分的解决方案。

4.申请号：201410044256.2，标题为“连续长纤维增强热塑性树脂的双面熔融浸渍方法及设备”，该发明公开一种连续长纤增强热塑性树脂的双面熔融浸润方法及设备，先对连续长纤进行预分散和预加热，再通过双面分配流道进行全面包裹和浸润，进行长纤再分散处理后送出长纤通道。可有效避免出现长纤单侧浸润不严的现象。但分流流道加工复杂，各流道的流率均匀性不易保证，而且该发明没有提及如何解决长纤成股不易分散的问题。

发明内容

本发明目的在于提高长纤在聚合物熔体中的浸润程度和分散程度，致力于解决长纤导入孔冒料和长纤复合材料中浸润程度低的问题，提出一种长纤复合材料的造粒生产线。

本发明一种长纤复合材料的造粒生产线具体涉及一种基于熔体收敛流动原理设计的长纤浸润挤出模具以及该模具的长纤导入孔长度和挤出模孔长度的计算方法。

一种长纤复合材料的造粒生产线包括挤出机、长纤存储单元、长纤预处理单元、长纤浸润挤出模具、冷却系统、风干系统、牵引系统、切粒系统和收集系统；

其中，所述的挤出机可为具有塑化混炼功能的单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、三螺杆挤出机或多螺杆挤出机，主要起对聚合物的塑化混炼作用；

其中，所述的长纤存储单元主要起存放成卷长纤的作用，供复合材料制备使用，其设计要点在于减少或消除长纤束打扭的现象；

其中，所述的长纤预处理单元主要有长纤预热功能与长纤预分散功能；长纤预热的目的是将长纤温度提高到聚合物熔体温度，使得长纤表面低分子物挥发的同时，保证长纤的引入不造成聚合物熔体温度的下降；长纤预分散的目的是将成股长纤进行预梳理，降低长纤丝之间的结合力，有利于降低长纤在聚合物熔体中的分散难度；