一种用于高性能预浸纱线制备的装置及制备方法制造方法及图纸

本申请公开的用于高性能预浸纱线制备的装置及制备方法，包括沿连续纤维运行方向依次设置的纱架、预加热装置、胶膜纸输送装置、含浸压轮组、冷却装置、胶膜纸收集装置、油剂处理装置、稳定上浆装置和收纱架；纱架用于放置预浸前的连续纤维，收纱架用于收集预浸后的连续纤维；预加热装置用于连续纤维的预加热；胶膜纸输送装置用于输送覆有树脂胶膜纸的输送；含浸压轮组用于连续纤维含浸树脂时的挤压；冷却装置用于连续纤维的冷却；胶膜纸收集装置用于牵引并收纳被喂入含浸压轮组的胶膜纸；油剂处理装置和稳定上浆装置用于预浸后连续纤维涂油和上浆处理。本申请提供的用于高性能预浸纱线制备的装置及制备方法，保证预浸纱线树脂含量稳定，保证预浸纱线具有优良的生产环境。

A device and preparation method for high performance prepreg yarn

【技术实现步骤摘要】
一种用于高性能预浸纱线制备的装置及制备方法
本申请涉及纤维增强复合材料
，尤其涉及一种用于高性能预浸纱线制备的装置及制备方法。
技术介绍
近年来，连续纤维增强复合材料因其高比强度、良好的抗疲劳特性及耐腐蚀等特点，获得了大量的工程应用。并且随着该材料研发与应用水平的提高，以及不断的更新换代，现已被推广到航空航天、交通、新能源及休闲等领域。尤其在对重量和性能有严苛要求领域，复合材料正逐步取代传统金属材料，成为主要制造材料。众所周知，连续纤维增强复合材料中的复合材料缠绕管材因其具有更优良的性能，已被广泛使用，但现阶段复合材料缠绕基本都是湿法缠绕与干法缠绕，将连续纤维通过浸胶缠绕于模具上。浸胶是纤维缠绕工艺的重要环节，决定了缠绕纱的浸透程度、纤维强度和含胶量，其中含胶量对缠绕制品性能的影响很大。湿法缠绕工艺制品的含胶量不易控制，树脂浪费大；制作成本虽低，但操作环境差；制品中易形成气泡、空隙等质量缺陷。利用预浸带干法缠绕虽然树脂含量控制较好、操作环境好，但是预浸带干法预浸对增强材料要求严格，产品贮存条件苛刻，制造成本较高，造成缠绕制品的成本大幅增大；此外，预浸带干法缠绕制品的层间剪切强度较低。
技术实现思路
本申请提供了一种用于高性能预浸纱线制备的装置及制备方法，保证预浸纱线树脂含量稳定，保证预浸纱线具有优良的生产环境。第一方面，本申请提供的一种用于高性能预浸纱线制备的装置，包括沿连续纤维运行方向依次设置的纱架、预加热装置、胶膜纸输送装置、含浸压轮组、冷却装置、胶膜纸收集装置、油剂处理装置、稳定上浆装置和收纱架；其中，所述纱架用于放置预浸前的连续纤维，所述收纱架用于收集预浸后的连续纤维；所述预加热装置中设置若干张力辊，所述张力辊用于调整穿过所述预加热装置的连续纤维的张紧度；所述胶膜纸输送装置包括第一胶膜纸输送轮和第二胶膜纸输送轮，所述第一胶膜纸输送轮和第二胶膜纸输送轮设置在连续纤维运行方向的两侧；所述含浸压轮组包括若干组含浸压轮；所述冷却装置包括第一冷却板、第一限位辊和第二限位辊，所述第一限位辊和第二限位辊位于所述第一冷却板上端面的两侧；所述胶膜纸收集装置包括第一胶膜纸缠绕轮、第二胶膜纸缠绕轮和输送轮组，所述第一胶膜纸缠绕轮和第二胶膜纸缠绕轮设置在连续纤维运行方向的两侧，所述输送轮组设置在连续纤维运行方向的两侧，所述输送轮组辅助所述第一胶膜纸缠绕轮和第二胶膜纸缠绕轮；所述油剂处理装置用于预浸后连续纤维涂油处理；所述稳定上浆装置用于涂油处理后的连续纤维上浆。可选的，上述用于高性能预浸纱线制备的装置中，所述纱架和预加热装置之间还包括分丝梳，所述分丝梳用于对进入所述预加热装置之前的连续纤维分丝。可选的，上述用于高性能预浸纱线制备的装置中，若干所述张力辊呈S型的分布于所述预加热装置中。可选的，上述用于高性能预浸纱线制备的装置中，所述稳定上浆装置和收纱架之间设置干燥装置，所述干燥装置用于预浸后纤维的干燥。可选的，上述用于高性能预浸纱线制备的装置中，所述设备还包括胶膜纸加工装置，所述胶膜纸加工装置包括沿胶膜运行方向设置的第一胶膜导向轮、加热辊轮组、树脂胶槽和第二胶膜导向轮；所述第一胶膜导向轮用于放置覆树脂前的胶膜；所述加热辊轮组包括相互配合第一加热辊轮、第二加热辊轮和第三加热辊轮，覆树脂前的胶膜从所述第一加热辊轮和第二加热辊轮的缝隙穿过，所述树脂胶槽设置在所述第二加热辊轮和第三加热辊轮的缝隙上方；所述第二胶膜导向轮用于覆树脂后胶膜的导向。可选的，上述用于高性能预浸纱线制备的装置中，所述胶膜纸加工装置还包括第二冷却板、第三胶膜导向轮、压轮和收卷轮；所述第二冷却板设置在所述第三加热辊轮和第二胶膜导向轮之间；所述第三胶膜导向轮和压轮设置在所述第二胶膜导向轮的上方；所述第三胶膜导向轮用于放置并支撑胶层隔离膜，所述胶层隔离膜用于覆盖胶膜上的树脂层表面；所述收卷轮用于收纳胶膜纸。第二方面，本申请还提供了一种预浸纱线制备方法，所述方法包括：将纱架上送出的连续纤维通过预加热装置进行预加热；将胶膜纸包覆在连续纤维两侧表面并喂入含浸压轮组，胶膜纸表面的树脂层在含浸压轮组的含浸压轮挤压下与连续纤维接触用于将树脂浸渍至连续纤维内；冷却浸渍后的连续纤维；将浸渍后的连续纤维进行涂油处理；将涂油处理后的连续纤维进行上浆处理；将上浆处理后的连续纤维通过收纱架收纳。可选的，上述预浸纱线制备方法中，所述将上浆处理后的连续纤维通过收纱架收纳前，所述方法还包括：将上浆处理处理后的连续纤维通过干燥装置进行加热干燥，温度控制10-250℃。可选的，上述预浸纱线制备方法中，所述将纱架上送出的连续纤维进行预加热，包括：对纱架上送出的连续纤维进行预加热，加热温度为30-150℃，加热时间为1-60min。可选的，上述预浸纱线制备方法中，所述将胶膜纸包覆在连续纤维两侧表面并喂入含浸压轮组，胶膜纸表面的树脂层在含浸压轮组的含浸压轮挤压下与连续纤维接触用于将树脂浸渍至连续纤维内，包括：将胶膜纸包覆在连续纤维两侧表面并喂入含浸压轮组，喂入速度为1-30m/s，胶膜纸表面的树脂层在含浸压轮组的含浸压轮挤压下与连续纤维接触用于将树脂浸渍至连续纤维内，含浸压轮间隙为0.3-10mm，压力大小为30-100kg/N，树脂层的厚度为0.1-2.5mm。本申请提供的用于高性能预浸纱线制备的装置及制备方法，设备易操作，工艺简单易行，精准控制树脂含量，减少不必要的浪费，浸渍效果好，纱线延展性优良；生产速率快，保障了产品质量；同时对纤维性能影响较小，具有生产成本低等优点，适用于批量化生产，极大的降低缠绕制品的成本。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种用于高性能预浸纱线制备的装置的结构示意图；图2为本申请实施例提供的胶膜纸加工装置的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种预浸纱线制备方法的流程图。其中：1-连续纤维，2-纱架，3-预加热装置，301-张力辊，4-胶膜纸输送装置，401-第一胶膜纸输送轮，402-第二胶膜纸输送轮，403-第一胶膜纸，404-第二胶膜纸，5-含浸压轮组，501-含浸压轮，6-冷却装置，601-第一冷却板，602-第一限位辊，603-第二限位辊，7-胶膜纸收集装置，701-第一胶膜纸缠绕轮，702-第二胶膜纸缠绕轮，703-输送轮组，8-油剂处理装置，9-稳定上浆装置，10-收纱架，11-分丝梳，12-干燥装置，13-胶膜纸加工装置，131-第一胶膜导向轮，132-加热辊轮组，133-树脂胶槽，134-第二胶膜导向轮，135-第二冷却板，136-第三胶膜导向轮，137-压轮，138-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高性能预浸纱线制备的装置，其特征在于，包括沿连续纤维运行方向依次设置的纱架、预加热装置、胶膜纸输送装置、含浸压轮组、冷却装置、胶膜纸收集装置、油剂处理装置、稳定上浆装置和收纱架；其中，/n所述纱架用于放置预浸前的连续纤维，所述收纱架用于收集预浸后的连续纤维；/n所述预加热装置中设置若干张力辊，所述张力辊用于调整穿过所述预加热装置的连续纤维的张紧度；/n所述胶膜纸输送装置包括第一胶膜纸输送轮和第二胶膜纸输送轮，所述第一胶膜纸输送轮和第二胶膜纸输送轮设置在连续纤维运行方向的两侧；/n所述含浸压轮组包括若干组含浸压轮；/n所述冷却装置包括第一冷却板、第一限位辊和第二限位辊，所述第一限位辊和第二限位辊位于所述第一冷却板上端面的两侧；/n所述胶膜纸收集装置包括第一胶膜纸缠绕轮、第二胶膜纸缠绕轮和输送轮组，所述第一胶膜纸缠绕轮和第二胶膜纸缠绕轮设置在连续纤维运行方向的两侧，所述输送轮组设置在连续纤维运行方向的两侧，所述输送轮组辅助所述第一胶膜纸缠绕轮和第二胶膜纸缠绕轮；/n所述油剂处理装置用于预浸后连续纤维涂油处理；所述稳定上浆装置用于涂油处理后的连续纤维上浆。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于高性能预浸纱线制备的装置，其特征在于，包括沿连续纤维运行方向依次设置的纱架、预加热装置、胶膜纸输送装置、含浸压轮组、冷却装置、胶膜纸收集装置、油剂处理装置、稳定上浆装置和收纱架；其中，
所述纱架用于放置预浸前的连续纤维，所述收纱架用于收集预浸后的连续纤维；
所述预加热装置中设置若干张力辊，所述张力辊用于调整穿过所述预加热装置的连续纤维的张紧度；
所述胶膜纸输送装置包括第一胶膜纸输送轮和第二胶膜纸输送轮，所述第一胶膜纸输送轮和第二胶膜纸输送轮设置在连续纤维运行方向的两侧；
所述含浸压轮组包括若干组含浸压轮；
所述冷却装置包括第一冷却板、第一限位辊和第二限位辊，所述第一限位辊和第二限位辊位于所述第一冷却板上端面的两侧；
所述胶膜纸收集装置包括第一胶膜纸缠绕轮、第二胶膜纸缠绕轮和输送轮组，所述第一胶膜纸缠绕轮和第二胶膜纸缠绕轮设置在连续纤维运行方向的两侧，所述输送轮组设置在连续纤维运行方向的两侧，所述输送轮组辅助所述第一胶膜纸缠绕轮和第二胶膜纸缠绕轮；
所述油剂处理装置用于预浸后连续纤维涂油处理；所述稳定上浆装置用于涂油处理后的连续纤维上浆。


2.如权利要求1所述的用于高性能预浸纱线制备的装置，其特征在于，所述纱架和预加热装置之间还包括分丝梳，所述分丝梳用于对进入所述预加热装置之前的连续纤维分丝。


3.如权利要求1所述的用于高性能预浸纱线制备的装置，其特征在于，若干所述张力辊呈S型的分布于所述预加热装置中。


4.如权利要求1所述的用于高性能预浸纱线制备的装置，其特征在于，所述稳定上浆装置和收纱架之间设置干燥装置，所述干燥装置用于预浸后纤维的干燥。


5.如权利要求1所述的用于高性能预浸纱线制备的装置，其特征在于，所述设备还包括胶膜纸加工装置，所述胶膜纸加工装置包括沿胶膜运行方向设置的第一胶膜导向轮、加热辊轮组、树脂胶槽和第二胶膜导向轮；
所述第一胶膜导向轮用于放置覆树脂前的胶膜；
所述加热辊轮组包括相互配合第一加热辊轮、第二加热辊轮和第三加热辊轮，覆树脂前的胶膜从所述第一加热辊轮和第二加热辊轮的缝隙穿过...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩淑敏，张相一，宋云东，刘卫亮，李硕同，
申请(专利权)人：山东江山纤维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37