封闭式浸渍方法和其设备技术

一种用于用热固性树脂组合物来浸渍纤维增强材料的封闭式浸渍装置(200)，所述浸渍装置(200)包含：外壳；进入构件，适应于将干式纤维增强材料馈入到所述外壳中；用于将干式纤维增强材料馈入通过所述外壳且馈入到所述外壳中的构件；从所述进入构件到所述外壳中的过道；注塑构件，安置在所述外壳中，所述注塑构件适应于将热固性树脂组合物注塑到所述外壳中且与所述干式纤维增强材料接触且润湿所述干式纤维增强材料；用于经由所述注塑构件而将热固性树脂组合物馈入通过所述外壳且馈入到所述外壳中的构件；退出构件，适应于从所述外壳排出润湿纤维增强材料；以及从所述外壳的内部到所述外壳的外部的过道，所述过道适应于允许所述润湿纤维退出所述外壳。

Closed impregnation method and its equipment

A closed immersion device for enhancing material with a thermosetting resin composition impregnated fiber (200), the impregnating device (200) includes: a casing; into the component, suitable for dry fiber reinforced material is fed to the housing; for dry fiber reinforced material is fed through the housing and is fed to the members of the housing; enter the member from the shell to the passageway; injection molding member is disposed in the casing, the injection molding component to the thermosetting resin composition for injection molding to the shell and the dry fiber reinforced material contact and wetting the dry fiber reinforced materials; through the injection molding component and thermosetting resin composition is fed through the shell and fed to a member of the housing; exit member adapted to discharge the wetting fiber from the housing An enhanced material; and an external aisle from the interior of the shell to the outer shell, the aisle is adapted to allow the wetting fiber to withdraw from the shell.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】封闭式浸渍方法和其设备
本专利技术涉及一种封闭式树脂浸渍方法和一种用于封闭式树脂浸渍的设备；且更具体地说，涉及一种封闭式树脂浸渍方法和用于在封闭式树脂浸渍方法中浸渍连续纤维以用于形成纤维复合材料物品的设备。
技术介绍
长丝卷绕是现有技术中已知的方法。举例来说，加拿大专利第CA2006/2535149A1号公开一种用于长丝卷绕的纤维的树脂浸渍的设备，且描述一种利用含有树脂的树脂浴来浸渍纤维的常规长丝卷绕方法。纤维浸没于槽中，且接着穿过树脂浴且从树脂浴穿到其它设备以供进一步处置。大多数湿式长丝卷绕应用会利用以上常规长丝卷绕方法和树脂浴，其还可以被称作用于对干式纤维长丝进行树脂浸渍的浸没方法。然而，浸没方法的显著缺点是：反应化学系统会暴露于露天，此可能导致不合需要的反应。迄今为止，已经进行一些尝试来改进用于对干式纤维长丝进行树脂浸渍的浸没方法。举例来说，美国专利第6,387,179B1号公开一种用于利用多腔室浸渍缸盖或浸渍盒来用树脂(例如，环氧树脂、聚氨酯和其类似树脂)浸渍纤维束的方法和装置。调整浸渍盒内的压力，使得树脂向上游流动免遭纤维移动影响，且产生纤维可以穿过的树脂“壁”。美国专利申请公开案第US1998/5766357A1号公开一种用于通过使用针对每一纤维具有个别凹槽的歧管来树脂浸渍成纤维束的设备和方法。歧管具有供树脂流动通过纤维束且润湿纤维束的通道。控制系统测量且计量树脂流量。JP2009/126053A的图1展示树脂粘着设备。美国专利第6,179,945B1号公开一种长丝卷绕复合材料工件的方法和设备。所述方法包含仅在纤维围绕复合材料部分卷绕之前使用注塑模具来浸渍纤维。然而，以上专利未说明对注塑设备或其中的内容物的设计。前述现有技术公开树脂注塑盒的某些方面，但并未公开树脂注塑盒的任何细节：如何在闭合系统中使用树脂注塑盒，或如何在闭合系统中进行浸渍。希望通过消除开放式槽以及运用封闭式在线浸渍装置和方法而替换开放式槽来对长丝卷绕方法进行方法改进。
技术实现思路
在本文中呈现对现有技术的问题的解决方案，且所述解决方案不需要开放式树脂浴系统。举例来说，本专利技术去除开放式树脂浴且在闭合系统中用树脂注塑盒或装置取代开放式树脂浴。本专利技术还包含一种用于在封闭式注塑系统中制造纤维增强复合材料物品的方法，所述方法利用用于浸渍例如连续纤维的纤维增强材料的封闭式浸渍/注塑装置与例如聚氨酯树脂或环氧树脂的热固性树脂组合物。在本专利技术的一个实施例中，一种用于用热固性树脂组合物浸渍纤维增强材料的封闭式浸渍/注塑装置包含：(a)外壳；(b)进入构件，安置在所述外壳中，所述进入构件适应于将干式纤维增强材料馈入到(a)的所述外壳中；(c)用于经由(b)的所述进入构件而将干式纤维增强材料馈入通过(a)的所述外壳且馈入到(a)的所述外壳中的构件；(d)从(b)的所述进入构件到所述外壳中的过道，所述过道适应于允许来自(b)的所述纤维进入到(a)的所述外壳中；(e)注塑构件，安置在所述外壳中，所述注塑构件适应于将热固性树脂组合物注塑到(a)的所述外壳中；以及与(b)的所述干式纤维增强材料接触且润湿(b)的所述干式纤维增强材料；(f)用于经由(e)的所述注塑构件而将热固性树脂组合物馈入通过(a)的所述外壳且馈入到(a)的所述外壳中的构件；(g)退出构件，安置在所述外壳中，所述退出构件适应于从(a)的所述外壳排出润湿纤维增强材料；以及(h)从所述外壳(a)的内部到所述外壳外部外部的过道，所述过道适应于允许来自(d)的所述润湿纤维退出(a)的所述外壳。本专利技术的另一实施例包含一种用于使用上述封闭式浸渍/注塑装置来将热固性树脂注塑到纤维增强材料中的方法。本专利技术的另外其它实施例包含一种用于使用上述封闭式浸渍/注塑装置来制造固化纤维增强复合材料物品的长丝卷绕设备和方法。附图说明出于说明本专利技术的目的，图式展示本专利技术的当前优选形式。然而，应理解，本专利技术不限于图式中展示的精确布置和仪器。在图式中，以类似编号参考类似元件。因此，以下图式说明本专利技术的非限制性实施例，其中：图1是展示用于用本专利技术的热固性树脂组合物来浸渍纤维增强材料的包含封闭式浸渍/注塑装置的长丝卷绕工艺的大体示意性流程图。图2是用于用本专利技术的热固性树脂组合物来浸渍纤维增强材料的在线封闭式浸渍/注塑装置的横截面部分分解视图。图3是展示图3的“进入区(210)”的本专利技术的浸渍/注塑装置的水平横截面图。图4是图3的“接触区(220)”处的本专利技术的浸渍/注塑装置的水平横截面图。图5是图3的“计量区(230)”处的本专利技术的浸渍/注塑装置的水平横截面图。图6是图3的“退出区(240)”处的本专利技术的浸渍/注塑装置的水平横截面图。图7是展示浸渍/注塑装置中的纤维和树脂在本专利技术的装置内彼此接触的示意性说明。图8是展示本专利技术的固化热固性基质和纤维增强材料复合材料的管部件的横截面图。具体实施方式在本专利技术的最广泛范围中，本专利技术包含一种用于制造纤维增强复合材料物品的装置或设备和一种用于制造纤维增强复合材料物品的方法。所述方法包含使用封闭式纤维浸渍装置进行的封闭式纤维浸渍(其也被称作纤维灌注或纤维注塑)步骤。举例来说，可以在长丝卷绕方法中在线使用封闭式纤维浸渍装置。参看图1，展示了用于施配连续纤维和制造复合材料产物的本专利技术设备和方法的示意性处理流程图，一般由数字10指示。所述方法包含：在其上含有连续纤维12的线轴11的存储区域；用以形成一束纤维14的导引部件13；将纤维14馈入到的封闭式纤维浸渍装置，一般由数字20指示；将树脂流体注塑到封闭式纤维浸渍装置20中的构件，一般由数字30指示；以及包含心轴41的长丝卷绕区域。再次参看图1，展示了来自线轴11的纤维粗纱12。纤维可以由玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维和其类似纤维组成。将纤维粗纱安装在存储区域中的纱架上，直到纤维准备好供使用为止。在使用中，纤维12在由箭头A指示的方向上被拉伸、聚集在一起且通过纤维导引件(或“梳理件”)13而被收集。被共同引入的纤维12的数目会确定被馈入到装置20中的纤维14的带宽。将纤维12拉出梳理件13从而形成一束纤维14，所述纤维束被拉出可以经加热的封闭式纤维浸渍装置20。纤维14被拉出封闭式纤维浸渍装置20，且作为树脂浸渍纤维增强复合材料纤维21退出所述装置。图2到7中展示浸渍装置20的一个优选实施例，且在以下本文中更详细地描述所述实施例。浸渍或润湿纤维21从浸渍装置20退出；且接着从浸渍装置20退出的润湿纤维21被抽取到长丝卷绕设备的旋转心轴41。一旦纤维21在旋转心轴41上的卷绕完成，如果纤维复合材料物品未完全固化，那么纤维复合材料物品就可以通过另一加热过程(未展示)而固化，之后将制造视为已完成。在一个优选实施例中，树脂流体注塑构件30可以包含将形成液体树脂的反应物组合且使树脂流动到注塑装置20中的任何构件。举例来说，如图1中所展示，将两种(或多于两种)树脂系统组分分开地存储在储槽32、34、36中；且接着将树脂组分组合在混合槽38中以形成反应混合物。计量泵会提供树脂系统组分流。计量泵将正确混合比率的树脂系统递送到混合槽38(取决于所使用的系统，可以或可以不进行搅拌)。可以通过静态混合器39而发送混合槽38的液体内容物，之后液体树脂流动到浸渍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于用热固性树脂组合物来浸渍纤维增强材料的封闭式浸渍/注塑装置，包括：(a)外壳；(b)进入构件，安置在所述外壳中，所述进入构件适应于将干式纤维增强材料馈入到所述外壳中；(c)用于经由所述进入构件而将干式纤维增强材料馈入通过所述外壳且馈入到所述外壳中的构件；(d)从所述进入构件到所述外壳中的过道，所述过道适应于允许所述干式纤维增强材料进入到所述外壳中；(e)注塑构件，安置在所述外壳中，所述注塑构件适应于将热固性树脂组合物注塑到所述外壳中，且使所述热固性树脂组合物与所述干式纤维增强材料接触且润湿所述干式纤维增强材料；(f)用于经由所述注塑构件而将热固性树脂组合物馈入通过所述外壳且馈入到所述外壳中的构件；(g)退出构件，安置在所述外壳中，所述退出构件适应于从所述外壳排出润湿纤维增强材料，所述润湿纤维增强材料被所述热固性树脂组合物润湿；以及(h)从所述外壳的内部到所述外壳的外部的过道，所述过道适应于允许所述润湿纤维增强材料退出所述外壳。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.22 US 62/2216541.一种用于用热固性树脂组合物来浸渍纤维增强材料的封闭式浸渍/注塑装置，包括：(a)外壳；(b)进入构件，安置在所述外壳中，所述进入构件适应于将干式纤维增强材料馈入到所述外壳中；(c)用于经由所述进入构件而将干式纤维增强材料馈入通过所述外壳且馈入到所述外壳中的构件；(d)从所述进入构件到所述外壳中的过道，所述过道适应于允许所述干式纤维增强材料进入到所述外壳中；(e)注塑构件，安置在所述外壳中，所述注塑构件适应于将热固性树脂组合物注塑到所述外壳中，且使所述热固性树脂组合物与所述干式纤维增强材料接触且润湿所述干式纤维增强材料；(f)用于经由所述注塑构件而将热固性树脂组合物馈入通过所述外壳且馈入到所述外壳中的构件；(g)退出构件，安置在所述外壳中，所述退出构件适应于从所述外壳排出润湿纤维增强材料，所述润湿纤维增强材料被所述热固性树脂组合物润湿；以及(h)从所述外壳的内部到所述外壳的外部的过道，所述过道适应于允许所述润湿纤维增强材料退出所述外壳。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述干式纤维增强材料的所述进入构件和退出构件润湿纤维增强材料具有可调整进入间隙高度。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述热固性树脂组合物的所述进入构件和退出构件具有可调整进入间隙高度。4.根据权利要求1所述的装置，进一步包含用于对所述装置加热的构件。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置适应于拆卸成两个或多于两个部分。6.一种用于将热固性树脂注塑到纤维增强材料中的方法，包括使用根据权利要求1所述的封闭式浸渍/注塑装置，所述方法包括：(a)将所述干式纤维增强材料馈入到所述外壳中；(b)将所述干式纤维增强材料传递通过所述外壳；(c)将所述热固性树脂组合物注塑到所述外壳中；(d)将所述热固性树脂组合物传递通过所述外壳；(e)在所述外壳中使传递通过所述外壳的所述干式纤维增强材料与所述热固性树脂组合物接触达预定时间和预定温度，使得所述热固性树脂组合物浸渍所述干式纤维增强材料以用热固性树脂组合物基本上润湿传递通...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·J·迈耶，D·L·波茨，T·沃思，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US