连续长纤维增强MC尼龙板材的成型方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种连续长纤维增强MC尼龙板材的成型方法及装置，方法包括将己内酰胺单体加热熔化、真空脱水，加入碱性催化剂、加入活化剂并混合均匀，将混合均匀的物料涂覆在连续长纤维上，然后依次经过压制、烘干、冷却、切片得到连续单向长纤维增强MC尼龙片材的片材单片，将片材单片根据其纤维方向依次交替堆叠平铺使相邻的片材单片之间的纤维相互垂直布置，然后通过加压成型得到连续长纤维增强MC尼龙板材；装置包括MC尼龙合成涂覆出料模块和依次布置的纤维排纱模块、片材成型收卷模块、加压成型模块。本发明专利技术具有纤维填充量高、综合性能好、可连续化生产、成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
连续长纤维增强MC尼龙板材的成型方法
本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种连续长纤维增强MC尼龙板材的成型方法。
技术介绍
单体浇铸尼龙(MC尼龙)是60年代初应用己内酰胺阴离子聚合新技术发展起来的新型工程塑料。MC尼龙由于具有聚合温度低、结晶度高、分子量大、机械强度高于普通尼龙、耐磨耗、使用温度范围较宽等特点。其制备方法是将己内酰胺熔融后加入强碱性物质作为催化剂脱水，再与活化剂混合均匀直接注入预热的模具中聚合。随着MC尼龙的应用范围的进一步扩展，特别是MC尼龙用作板材方面，对其综合力学性能提出了更高的要求，一般采用纤维增强来满足。通常制备长纤维增强MC尼龙复合材料是将长纤维呈乱纤维状分散于MC尼龙活性料中，再浇注入预热的模具中聚合制得。如中国专利申请号为00129950.6(公开号CN1292394A)的技术方案中公开了使用碳纤维增强浇铸尼龙，制得的材料具有比浇铸尼龙更高的拉伸强度、弯曲强度等力学性能，摩擦性能也得到提高，但其填充量低(质量的5％-15％)。综上所述，现有技术在将MC尼龙用作板材一般存在着填充量低、成型周期长、成本高等缺点，同时在综合力学性能方面未能充分发挥纤维具有的高强高模优势。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种纤维填充量高、综合性能好、可连续化生产、成本低的连续长纤维增强MC尼龙板材的成型方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种连续长纤维增强MC尼龙板材的成型方法，其实施步骤如下：1)将己内酰胺单体加热熔化、真空脱水，加入碱性催化剂继续脱水20～40分钟，加入活化剂并在130～150℃的环境下混合均匀；2)将混合均匀的物料涂覆在连续长纤维上，然后将涂覆处理后的连续长纤维依次经过压制、烘干、冷却、切片得到连续单向长纤维增强MC尼龙片材的片材单片；3)将所述片材单片根据其纤维方向依次交替堆叠平铺使相邻的片材单片之间的纤维相互垂直布置，然后通过加压成型得到连续长纤维增强MC尼龙板材。作为本专利技术连续长纤维增强MC尼龙板材的成型方法的进一步改进：所述步骤1)加入的碱性催化剂为金属钠、金属钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种。所述步骤1)加入的活化剂为甲苯二异氰酸酯、己二异氰酸酯、三苯甲烷三异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯中的任意一种。所述步骤2)中的连续长纤维为连续长玻璃纤维、连续长碳纤维、连续长有机纤维三者中的一种或任意组合。所述步骤1)加入的碱性催化剂与己内酰胺单体的重量比为0.05:100～1:100，所述步骤1)加入的活化剂与己内酰胺单体的重量比为0.1:100～1:100。所述步骤1)中真空脱水的时间为20～40分钟；加入碱性催化剂继续脱水时的温度为130～160℃、气压压强为10-1Pa～10-3Pa。所述步骤2)将混合均匀的物料涂覆在连续长纤维上之前，还包括对连续长纤维进行预热的步骤。本专利技术连续长纤维增强MC尼龙板材的成型方法具有下述优点：本专利技术通过将己内酰胺单体进行催化、脱水并添加活化剂活化处理，将混合均匀的物料涂覆在连续长纤维上，然后将涂覆处理后的连续长纤维依次经过压制、烘干、冷却、切片得到连续单向长纤维增强MC尼龙片材的片材单片，将片材单片根据其纤维方向依次交替堆叠平铺使相邻的片材单片之间的纤维相互垂直布置，然后通过加压成型得到连续长纤维增强MC尼龙板材，制备得到的连续长纤维增强MC尼龙板材具有纤维填充量高、综合性能好、可连续化生产、成本低等优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的结构示意图。图2为本专利技术实施例1～8的性能比较示意图。图例说明:1、MC尼龙合成涂覆出料模块；11、真空反应釜；111、搅拌器；112、真空口；12、第一储料罐；13、第二储料罐；14、高速混合室；141、狭缝流道；142、第一计量泵；143、第二计量泵；2、纤维排纱模块；21、纱架；22、张力辊；23、分散辊；3、片材成型收卷模块；31、传送带；311、刮板；32、压辊；33、烘道；331、支承辊；34、冷却牵引辊；35、切刀；4、加压成型模块。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。如图1所示，本实施例的连续长纤维增强MC尼龙板材的成型装置包括MC尼龙合成涂覆出料模块1和依次布置的纤维排纱模块2、片材成型收卷模块3、加压成型模块4。MC尼龙合成涂覆出料模块1包括真空反应釜11、第一储料罐12、第二储料罐13和具有加热功能的高速混合室14，真空反应釜11内设有搅拌器111和用于抽出空气的真空口112，真空反应釜11将碱性催化剂催化和脱水后的熔化己内酰胺单体排出至第一储料罐12，来自第一储料罐12的熔化己内酰胺单体和来自第二储料罐13的活化剂同时进入高速混合室14被高速混合，并通过高速混合室14上的狭缝流道141涂覆在纤维排纱模块2输出的连续长纤维上。本实施例中，第一储料罐12与高速混合室14之间设有用于对加入高速混合室14的熔化己内酰胺单体进行计量的第一计量泵142，第二储料罐13与高速混合室14之间设有用于对加入高速混合室14的活化剂进行计量的第二计量泵143，通过第一计量泵142和第二计量泵143能够对添加熔化己内酰胺单体和活化剂的比例进行精确控制，从而能够保证连续长纤维增强MC尼龙板材的性能。本实施例中，纤维排纱模块2包括纱架21、张力辊22和具有加热功能的两个分散辊23，两个分散辊23相邻布置且相互转动方向相反，连续长纤维支承于纱架21上，且纱架21在张力辊22的牵引下送入两个分散辊23之间，在两个分散辊23之间被分散以及预热后输出传送带31上；本实施例通过具有加热功能的两个分散辊23，能够对张力辊22输出的连续长纤维进行预热，连续长纤维与一定温度的辊面接触时被预热，有利于长纤维均匀分散与表面涂覆，有利于减少纤维的磨损与折断，而且分散辊23的形式预热均匀可靠、结构紧凑，能够提高在连续长纤维进行涂覆时对涂覆物料的亲和度。片材成型收卷模块3包括依次布置的传送带31、压辊32、烘道33、冷却牵引辊34、切刀35，狭缝流道141设于传送带31的上侧，传送带31将涂覆后的连续长纤维依次通过压辊32、烘道33、冷却牵引辊34、切刀35得到连续单向长纤维增强MC尼龙片材的片材单片，加压成型模块4将根据其纤维方向依次交替堆叠平铺使相邻的片材单片之间的纤维相互垂直布置的片材单片加压成型得到连续长纤维增强MC尼龙板材。本实施例中，高速混合室14内置可以控制温度的加热装置，通过高压高速射流碰撞，将来自第一储料罐12的熔化己内酰胺单体和来自第二储料罐13的活化剂两种物料混合均匀，并通过狭缝流道141呈排状涂覆在经过的连续长纤维上；压辊32包含两个相邻布置且相互转动方向相反的滚筒，涂覆处理后的支承连续长纤维经过压辊32的两个滚筒之间被压制成两个滚筒之间间隙的厚度；烘道33为加热箱的形式，内部设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续长纤维增强MC尼龙板材的成型方法，其特征在于：其实施步骤如下：1）将己内酰胺单体加热熔化、真空脱水，加入碱性催化剂继续脱水20～40分钟，加入活化剂并在130～150℃的环境下混合均匀；2）将混合均匀的物料涂覆在连续长纤维上，然后将涂覆处理后的连续长纤维依次经过压制、烘干、冷却、切片得到连续单向长纤维增强MC尼龙片材的片材单片；3）将所述片材单片根据其纤维方向依次交替堆叠平铺使相邻的片材单片之间的纤维相互垂直布置，然后通过加压成型得到连续长纤维增强MC尼龙板材。

【技术特征摘要】
1.一种连续长纤维增强MC尼龙板材的成型方法，其特征在于其实施步骤如下：1)将己内酰胺单体加热熔化、真空脱水，加入碱性催化剂继续脱水20～40分钟，加入活化剂并在130～150℃的环境下混合均匀；所述碱性催化剂与己内酰胺单体的重量比为0.05:100～1:100，所述活化剂与己内酰胺单体的重量比为0.1:100～1:100；2)将混合均匀的物料涂覆在连续长纤维上，然后将涂覆处理后的连续长纤维依次经过压制、烘干、冷却、切片得到连续单向长纤维增强MC尼龙片材的片材单片；3)将所述片材单片根据其纤维方向依次交替堆叠平铺使相邻的片材单片之间的纤维相互垂直布置，然后通过加压成型得到连续长纤维增强MC尼龙板材；所述步骤1)加入的碱性催化剂为金属钠、金属钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：资玉明，朱正华，黄仁军，刘春林，王海利，
申请(专利权)人：苏州荣昌复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32