一种制备连续纤维增强热塑性预浸带的设备及方法技术

本发明专利技术属于树脂基复合材料技术领域，涉及一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸带的设备及方法。该发明专利技术设备由纤维开卷装置、展纱装置、粉末浸渍槽、加热通道、辊压装置、树脂含量监控系统、粉末涂覆装置、导向装置、牵引装置和收卷装置组成。实施方法：经过展纱扩纤的纤维束进入粉末浸渍槽，粘附上一定量的树脂粉末后加热使树脂熔融，使用非接触测厚仪对预浸带厚度测量计算出树脂含量，预浸带经过导向辊使背面翻折到上方，进入粉末涂覆装置对其背面进行二次粉末涂覆，然后经过熔融、定型、收卷即得到最终成品。本发明专利技术适用于高温高粘度树脂对纤维的浸渍，能实现预浸料树脂含量和预浸带宽度的精确可控。

Equipment and method for preparing continuous fiber reinforced thermoplastic prepreg belt

The invention belongs to the technical field of resin matrix composite materials, and relates to an equipment and a method for preparing continuous fiber reinforced thermoplastic composite prepreg belt. The equipment is composed of a fiber coiling device, a yarn spreading device, a powder impregnating tank, a heating channel, a roller press, a resin content monitoring system, a powder coating device, a guiding device, a traction device and a winding device. The method of implementation: after the fiber bundle of the expanded yarn is entered into the powder impregnation slot, the resin powder is heated to melt the resin after a certain amount of resin powder, and the resin content is calculated by the non-contact thickness meter. The prepreg belt is turned over the back through the guide roll, and the back of the powder coating device is two. The second powder is coated, and then the final product is obtained after melting, shaping and winding. The invention is suitable for impregnating high temperature and high viscosity resin to fiber, and can accurately control resin content and prepreg width of prepreg.

【技术实现步骤摘要】
一种制备连续纤维增强热塑性预浸带的设备及方法
本专利技术属于热塑性复合材料
，具体涉及一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸带的设备及其方法。。
技术介绍
与传统的热固性复合材料相比，连续碳纤维增强的热塑性聚合物基复合材料（CFRTP）具有更高的抗冲击韧性和损伤容限，环境稳定性高，成型周期短，容易回收再生、可重复使用，大量应用连续纤维增强热塑性聚合物复合材料已成为新的发展趋势。在连续纤维增强热塑性树脂成型过程中，树脂对纤维的浸渍是一个公认的关键步骤。这是因为热塑性树脂在常温时则基本上是固体，并且具有很高的熔融粘度(>100Pa·S)，如此高的熔融粘度，使得热塑性基体树脂很难充分浸渍增强纤维，尤其是纤维束内浸渍。为解决热塑性树脂对连续纤维的浸渍难题，国内外开发了一系列的连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍技术，概括为熔融浸渍、溶液浸渍、粉末浸渍、混纤纱浸渍、原位聚合浸渍等，这些技术的特点均是将热塑性树脂转换成容易分散和流动的熔融状态、溶液状态、粉末状态、纤维状态，以便于更加均匀的分散到连续纤维束内。但是由于热塑性树脂体系物化性质的巨大差异，尤其是针对一些高温高粘树脂这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的设备及其方法，特征在于，所述预浸料是一根单向带，或由多根平行的单向带组成的宽幅预浸带，而且，特征在于，所述方法包括以下步骤：将连续纤维通过展纱装置展宽、薄层化；将步骤(1)中获得的薄层化纤维束依次通过粉末浸渍槽、加热通道、对压辊，实现树脂对纤维的第一次浸渍；使用测厚仪对步骤(2)所获得的初步预浸带的厚度进行测量，并将测量结果传输给粉末涂覆装置；利用导辊使步骤(3)预浸带反向折返，使得预浸带的背面翻折到上方，进入粉末涂覆装置，对预浸带背面进行粉末涂覆；步骤(4)的预浸带再次进入步骤(2)中的加热通道，然后经过对压辊进行压平、定型；步骤(5)的预浸料通...

【技术特征摘要】
1.一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的设备及其方法，特征在于，所述预浸料是一根单向带，或由多根平行的单向带组成的宽幅预浸带，而且，特征在于，所述方法包括以下步骤：将连续纤维通过展纱装置展宽、薄层化；将步骤(1)中获得的薄层化纤维束依次通过粉末浸渍槽、加热通道、对压辊，实现树脂对纤维的第一次浸渍；使用测厚仪对步骤(2)所获得的初步预浸带的厚度进行测量，并将测量结果传输给粉末涂覆装置；利用导辊使步骤(3)预浸带反向折返，使得预浸带的背面翻折到上方，进入粉末涂覆装置，对预浸带背面进行粉末涂覆；步骤(4)的预浸带再次进入步骤(2)中的加热通道，然后经过对压辊进行压平、定型；步骤(5)的预浸料通过卷绕机收卷。2.根据权利要求1，特征在于，同时进入展纱装置的纤维束数量为1束或多束，优选为50束，优选最高200束。3.根据权利要求1，特征在于，所述粉末形式的树脂是热塑性聚合物或者热塑性聚合物的混合物，粉末粒径10μm～200μm。4.根据权利要求1～3，特征在于，所述热塑性树脂或者热塑性树脂的混合物选自：聚芳基醚酮(PAEK)，特别是聚醚醚酮(PEEK)；聚芳基醚酮酮(PAEKK)，特别是聚醚酮酮(PEKK)；芳族聚醚酰亚胺(PEI)；聚芳基砜，特别是聚苯砜(PPSU)；聚芳基硫醚，特别是聚苯硫醚(PPS)；聚酰胺(PA)，特别是任选地通过脲单元改性的芳香族聚酰胺；聚丙烯酸酯，特别是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；或者氟化聚合物，特别是聚偏氟乙烯(PVDF)；以及它们的混合物。5.根据权利要求1～4特征在于，所述纤维为包含连续纤维，其选自碳纤维、玻璃纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维、硅石纤维、天然纤维，特别是亚麻、大麻、剑麻、丝或者纤维素纤维，或者热塑性纤维，所述热塑性纤维的玻璃化转变温度Tg高于所述聚合物或者所述聚合物的混合物的Tg，或者，当所述聚合物或者所述聚合物的混合物为半结晶的时，所述热塑性纤维的熔融温度Tf高于所述聚合物或者所述聚合物的混合物的Tf，或者所述纤维中的两种或更多种的混合物，优选碳纤维、玻璃纤维或碳化硅纤维的混合物，特别是碳纤维，优选6K、12K、24K碳纤维。6.根据权利要求1，特征在于，步骤(1)中的展纱装置，可以是机械式展纱杆、超声波展纱器、气流展纱器、静电展纱器，或将几种展纱器的组合使用。7.根据权利要求1，特征在于，粉末浸渍槽和加热通道之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓东，单毫，郭兵兵，李敏，范传杰，曾铮，洪成，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31