[发明专利]一种浸胶加捻短切纤维束的生产工艺

说明书

本发明公开一种高效率浸胶加捻短切纤维束的生产工艺，首先将多个纱轴放置于纤维纱架，通过设置的张力辊，使纤维铺展到同一平面且展开到一定的面密度，连续纤维通过牵引装置，进入胶槽，与树脂充分浸渍后，通过对辊挤压除去多余树脂后进入加热固化装置，装置的上部和下部间隔设置鼓风机组，调节风压和风温使树脂固化成型后，在牵引装置作用下送入短切机，形成浸胶加捻短切纤维束。与传统生产工艺相比，新生产工艺成本低、综合效率高，是传统工艺的10倍以上；且生产出来的浸胶短切纤维单束整体抱合性好、各束分散性好、力学性能优异、加工性能良好。

技术领域

本发明涉及一种新型浸胶加捻浸胶短切纤维束的生产工艺，属于新型复合材料技术领域。

背景技术

现阶段，短切纤维的制备与应用已经日臻成熟与完善，例如碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维等。利用短切纤维进行热塑性树脂、水泥、沥青等基体材料增强，可实现材料的强度、韧性、抗冲击、耐久性等性能的提升。为增强短切纤维在酸碱盐等腐蚀环境下的耐久性，采用纤维表面浸胶固化处理，浸胶纤维分为平行纤维束和加捻纤维束。平行纤维束浸胶后制作的短切浸胶纤维增在工程应用过程中存在以下问题：（1）浸胶短切纤维表面为光滑圆柱体，与基体粘结性能差；（2）强制搅拌过程中，部分浸胶短切纤维遭受严重磨损，甚至折断等。因此，提出一种加捻合股玄武岩短切纤维束，浸胶后的加捻短切纤维，外观呈螺旋状，比表面积增大，增加了与基体材料的接触面积，提高了界面粘结性能。加捻纤维束整体抱合性好，避免了在搅拌过程中断裂，提高了短纤维的抗折性能，但浸胶加捻短切纤维生产工艺复杂且产量低，无法满足工程的大规模应用。

传统浸胶加捻短切纤维的生产工艺见图1，首先将多个纱轴放置于纤维纱架，其次将多束连续纤维分别穿入第一分丝板，连续纤维通过牵引装置，进入胶槽，与树脂充分浸渍后，需要人工将多束纤维分别穿入第二分丝板。连续纤维通过分丝板后，一部分多余的树脂被分丝板过滤，随后纤维束进入加热区，通过对模具设置不同的温度区进行树脂固化，固化成型后通过第三分丝板进入集丝器，送入短切装置后进行纤维束的切割。

发明人发现，传统生产工艺工序多，技术难度大：树脂材料黏度高，纤维束浸胶后相互粘粘，同时牵引装置对纤维束施加了预张力，使多束纤维挤压集聚，增加了纤维在第二分丝板处分束的难度；生产效率低：纱轴的数量由分丝板孔数决定，现阶段分丝板最大为200孔，为保证各束纤维之间的分散性，每孔仅可穿1束纤维，即每次仅可生产200束；此外，为保证树脂充分浸渍和固化，牵引装置速度为0.5~1m/min，产量极其低下；产品质量低：纤维经过分丝板时由于张力的作用，与孔壁产生摩擦，纤维表面出现磨损、起毛等；同时人工分丝质量很大程度取决了工人的熟练程度，不可避免出现分丝过程中纤维丝的撕扯等损伤；人工消耗量大：纤维束需要进行两次人工穿纱，浪费了劳动力资源，增加了生产成本。传统浸胶加捻短切纤维的生产工艺技术难度大，产量低，成本高，性价比低，已经无法满足实际工程对短切加捻纤维的稳定量产、低成本、高性能等日益增长的需求。

发明内容

针对以上问题，本发明公开一种浸胶加捻短切纤维束的生产工艺，生产流程包括：多个纱轴放置于纤维纱架，连续纤维通过张力辊，使纤维铺展到同一平面且展开到一定的面密度，连续纤维通过牵引装置，进入浸胶槽，与树脂充分浸渍后，通过对辊挤压除去多余树脂后进入加热固化区；加热固化装置的上部和下部设置鼓风机组，通过调节鼓风机的风压和风温，使树脂固化成型；连续加捻纤维束在牵引装置作用下进入短切机，形成短切加捻纤维束。

与传统生产工艺相比，新生产工艺取消了第一、第二和第三分丝板，工序简化；新工艺采用风力固化，鼓风机组的风压使纤维束平面呈波“波浪形”行进，增加了纤维束在固化区的固化长度；同时在风压作用下，纤维束均匀分散，增加了与空气的接触面积，固化时间缩短；新工艺纱轴数量提高4倍以上，牵引速度提高1倍以上，生产效率提高9倍以上；生产出来的纤维束分散性良好、力学性能和耐久性能优异。

所述浸胶加捻短切纤维束，由单股或多股平行连续纤维加捻形成加捻连续纤维，充分浸渍树脂后固化成型，按固定长度短切后形成的纤维束。