[发明专利]一种连续纤维增强预浸带成型系统及工艺

说明书

本申请涉及预浸带制备技术领域，更具体地说，它涉及一种连续纤维增强预浸带成型系统及工艺。连续纤维增强预浸带成型系统，包括上料单元、展纱单元、预热单元、流延复合单元、热压单元、冷却压光单元和收卷单元；所述流延复合单元包括流延模头、流延浸润辊和复合胶辊。本申请通过上述特定单元以及流延模头、流延浸润辊和复合胶辊的使用，简化了单独浸润步骤，适用于较高速率下生产大宽幅预浸带产品，所得成品质量较高。

技术领域

本申请涉及预浸带制备技术领域，更具体地说，它涉及一种连续纤维增强预浸带成型系统及工艺。

背景技术

纤维增强树脂基材料，是以热固性树脂和/或热塑性树脂为基体，玻璃纤维、碳纤维或芳纶等纤维作为增强材料的复合体，以预浸带（料）成品为例，由于其优良的力学性能，被广泛应用于航空、航天等工业领域。

相关技术中的预浸带（料）成型方法，主要包括溶液浸渍法、熔融浸渍法和粉末浸渍法，其工艺如下：

1）溶液浸渍法：即采用一种或多种能完全溶解待用树脂的溶剂，先制得低粘度的溶液，再并以此浸渍纤维，最后将溶剂挥发，即得预浸带（料）；

上述方法有利于克服热塑性树脂熔融粘度大的缺点，并对纤维进行充分浸渍，但污染和成本相对较高，且易因溶剂残余产生质量问题，尤其在大宽幅生产时该问题尤为严重。

2）熔融浸渍法：即先将热塑性树脂基体熔融，再让纤维自熔融的树脂基体中通过，待其成分浸渍后，即得预浸带（料）；

上述方法相比于1）可显著降低成本和污染，但由于加工过程中纤维所受压力极大且易滑移，尤其在大宽幅生产时，纤维受阻和影响更大，因而不利于纤维浸润包覆和最终的成品质量。

3）粉末浸渍法：即在硫化床中，通过静电吸附的方式将树脂细粉吸附在纤维单丝的表面，然后加热使粉末熔结，即可完成对纤维的浸润；

上述方法由于采用干态浸渍的方式相比于1）摆脱了基体粘性的限制，但由于浸润仅能在加工过程中才能完成，浸润效果受粉末粒径、压力和分布影响较大，因而不适用于大宽幅的生产。

综上可知，上述三种工艺虽均能满足实际生产需求，但需先进行纤维浸渍或预处理，生产速率较低同时，不适用于大宽幅(1000mm以上）生产，其生产宽度一般不超过650mm，超出后浸渍程度和最终质量均会变差，故此特提供一种高效、适用于大宽幅的连续纤维增强预浸带成型系统及工艺。

发明内容

为提高生产速率的同时，满足大宽幅的高质生产，本申请特提供一种连续纤维增强预浸带成型系统及工艺。

第一方面，本申请提供一种连续纤维增强预浸带成型系统，采用如下的技术方案：

一种连续纤维增强预浸带成型系统，包括上料单元、展纱单元、预热单元、流延复合单元、热压单元、冷却压光单元和收卷单元；

所述流延复合单元包括用于将熔融树脂涂布在连续纤维上的流延模头和强化树脂浸润效果的流延浸润辊，所述流延复合单元背离流延浸润辊的一侧还设置有对纤维进行挤压复合的复合胶辊。

通过采用上述技术方案，连续纤维依次经上料单元上料、展纱单元展纱、预热单元预热后，会形成无缝纱线件，此时再通过流延模头将熔融树脂涂布在连续纤维上，即可借助流延浸润辊和复合胶辊的作用，完成对连续纤维的浸渍，该工艺相比单独的浸渍处理，显著提升了生产效率；

此外该工艺的浸渍效果较优，不易受树脂选择和粘度影响的同时，在适用于大宽幅（1000mm）生产时，所挤出的流延膜其受热时的收缩性较小，且纵向和横向都不受到拉伸，因而可有效保障其对纱线件的包覆和浸渍，有利于最终成品各项性能的把控和均衡。

优选的，所述流延模头和流延浸润辊的距离为110-150mm。

通过采用上述技术方案,上述特定间距的流延模头和流延浸润辊可有效对薄膜横向厚度及其均匀性进行控制，能实现均匀拉伸的同时，还可调节边条宽窄，因而有利于最终的成品质量控制。