[发明专利]一种连续纤维的浸渍方法

说明书

本发明公开了一种连续纤维的浸渍方法，包括以下步骤：(1)牵引纤维束进入浸渍腔体，并使纤维束依次绕过浸渍腔体内浸渍辊组的Ⅰ被动浸渍辊和Ⅱ被动浸渍辊；(2)在牵引力的作用下，纤维束带动Ⅰ被动浸渍辊转动，Ⅰ被动浸渍辊同步带动Ⅱ被动浸渍辊转动，当纤维束带着树脂基体经过Ⅰ被动浸渍辊带动Ⅱ被动浸渍辊时，浸渍辊依据树脂基体的粘度自动调节转速，并与纤维束相互作用并促使树脂基体产生剪切运动，进而浸渍纤维束，浸渍完成后，纤维束被牵引出浸渍腔体。本发明能够依据树脂基体的粘度自我调节浸渍辊的转速，以满足对树脂基体的剪切作用，从而达到提高浸渍效果的目的。

技术领域

本发明涉及热塑性复合材料技术领域，具体地说涉及一种连续纤维的浸渍方法。

背景技术

热塑性树脂基复合材料是以热塑性树脂为基体的纤维增强材料，主要有长纤维增强粒料和连续纤维增强预浸带及短纤维增强热塑性树脂。它与普通的短纤维增强热塑性树脂相比，具有更加突出的机械性能、耐热性能、抗翘曲性能、尺寸稳定性等，因而可制造出机械性能卓越的产品，如汽车零部件、电子器件、化工部件等。

热塑性复合材料产品质量的差异化，其较为重要的一个环节是纤维的浸渍，纤维浸渍效果与浸渍过程中纤维束厚度和单丝分散均匀度、树脂熔体粘度、纤维束牵引张力、浸渍时间等众多因素相关。提高熔体压力、降低熔体黏度、减小纤维束厚度，将提高纤维的浸渍效果。

中国专利公告号为CN104723576A的现有技术在2015年6月24日公开了一种连续纤维增强热塑性树脂预浸片材的成型设备与方法。该专利中，当螺旋浸渍辊转动时，树脂沿螺槽槽内流道，实现纤维纵向方向浸渍，同时由于挤压作用，熔体沿垂直纤维方向流动，实现横向浸渍。其具有浸渍效果好，浸渍效率高，生产稳定性好的优点。但在实际浸渍过程中，其仍然存在着如下缺陷：1，浸渍辊由电机驱动，但在更换物料时需要通过不断摸索，探索出电机转速和不同树脂基体之间的匹配性才行，该过程耗时耗力较大，并导致浸渍效率低。2，在浸渍过程中对树脂基体的剪切效果不会依据纤维束的状态改变而改变，导致浸渍效果单一，不利于树脂基体对纤维束的浸渍。3，出现异常波动时不能实现在线自动调控，需要人为因素的介入，该过程不但浪费物料，还增加了人工成本，降低了生产效率。4，由于纤维束表面的状态、牵引速度、树脂基体粘度和浸渍辊表面状态的匹配性问题，浸渍辊无法满足动态中的平移，因此易出现断纱的现象，不利于产品的连续化生产。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种连续纤维的浸渍方法，本发明能够依据树脂基体的粘度自我调节浸渍辊的转速，以满足对树脂基体的剪切作用，从而达到提高浸渍效果的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种连续纤维的浸渍方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)牵引纤维束进入浸渍腔体，并使纤维束依次绕过浸渍腔体内浸渍辊组的Ⅰ被动浸渍辊和Ⅱ被动浸渍辊；

(2)在牵引力的作用下，纤维束带动Ⅰ被动浸渍辊转动，Ⅰ被动浸渍辊同步带动Ⅱ被动浸渍辊转动，当纤维束带着树脂基体经过Ⅰ被动浸渍辊带动Ⅱ被动浸渍辊时，浸渍辊依据树脂基体的粘度自动调节转速，并与纤维束相互作用并促使树脂基体产生剪切运动，进而浸渍纤维束，浸渍完成后，纤维束被牵引出浸渍腔体。

所述浸渍温度为常温—400℃。

所述树脂基体由挤出机注入浸渍腔体，树脂基体的挤出速度为0.1—4kg/min。

所述纤维束的运动速度为10—25m/min。

所述Ⅰ被动浸渍辊和Ⅱ被动浸渍辊均为圆筒形结构，且Ⅰ被动浸渍辊和Ⅱ被动浸渍辊的外径不同。

所述Ⅰ被动浸渍辊的外径小于Ⅱ被动浸渍辊的外径，且Ⅰ被动浸渍辊和Ⅱ被动浸渍辊的外径比为1：1.5—2。

所述浸渍辊组的数量为2—5组，浸渍辊组均匀设置在浸渍腔体内。