一种热塑性预浸织物结构、其制备方法及制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种热塑性预浸织物结构、其制备方法及制备装置，热塑性预浸织物，包括依次叠加设置的第一热塑性热熔多孔网膜、中间平面纱线碳纤维织物和第二热塑性热熔多孔网膜；所述第一热塑性热熔多孔网膜和第二热塑性热熔多孔网膜均包括碳纤维织物增强结构和热塑性树脂预浸结构。

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性预浸织物结构、其制备方法及制备装置
本专利技术属于预浸织物制备
，具体涉及一种热塑性预浸织物结构、其制备方法及制备装置。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。热固性碳纤维复合材料是目前碳纤维增强树脂基复合材料的主要产品，其优异的力学性能和低密度特性使其成为金属结构部件的最具性能提升潜力的替代原料。但是，由于热固性树脂固化后特殊的分子交联结构使得其具有不熔不溶的宏观物理特性，这也带来了以其为基体的复合材料的不可回收和不能反复成型加工的问题。为了优化碳纤维复合材料的可回收特性，目前，以热塑性树脂为基体的碳纤维复合材料成为新型复合材料研究的重点方向。然而，热塑性树脂具有较高的热熔融粘度，直接导致了熔体流动性非常低，难以进行直接浸渍制备热塑性复合材料。同时热塑性树脂的溶剂液相处理技术又带来了溶剂难以去除、容易导致热塑性复合材料孔隙率较大、致密性差、产品力学性能差的技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种热塑性预浸织物结构、其制备方法及制备装置。为实现上述专利技术目的，本专利技术的一个或多个实施例公开了以下技术方案：第一方面，提供一种热塑性预浸织物，包括依次叠加设置的第一热塑性热熔多孔网膜、中间平面纱线碳纤维织物和第二热塑性热熔多孔网膜；所述第一热塑性热熔多孔网膜和第二热塑性热熔多孔网膜均包括碳纤维织物增强结构和热塑性树脂预浸结构。第二方面，提供所述热塑性预浸织物的制备方法，包括如下步骤：将增强纤维织物连续走纱至真空浸渍装置中，密封后，抽真空；当真空浸渍装置中的真空度达标后，向增强纤维织物的上下表面同时注胶，真空浸渍，同时进行加热熔融处理；将处理后的预浸织物从真空浸渍装置中拉出，经经过电加热对辊装置进行热熔加压浸渗；即得热塑性预浸织物。第三方面，提供所述热塑性预浸织物的制备装置，包括：半封闭真空浸渍装置和电加热对辊，电加热对辊设置于半封闭真空浸渍装置的下游；所述半封闭真空浸渍装置提供半封闭浸渍腔室、抽真空装置和注胶装置，半封闭浸渍腔室的相对的两侧分别设置进口通道和出口通道，进口通道和出口通道处均设置有封端装置；抽真空装置与半封闭浸渍腔室连通；注胶装置的注胶头设置于半封闭浸渍腔室内，为上下两层，分布于纤维织物通道的两侧，且上下两层的注胶头的注胶方向相对设置。与现有技术相比，本专利技术的以上一个或多个技术方案取得了以下有益效果：通过真空热熔浸渍和对辊热熔加压浸渗，制备得到的预浸织物中，预浸热熔树脂可以较为均匀地分布于预浸织物的上下表面，再利用预浸织物制备复合材料时，只需要通过热熔加压浸渍等处理手段就可以制备得到浸渍均匀的以热塑性树脂为基体的碳纤维复合材料。采用该种方法时，将树脂加热熔融后直接浸渍，没有溶剂的参与，进而可以有效解决溶剂难以去除的问题。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术实施例两步法生产的热塑性碳纤维预浸织物预设置的结构示意图；图2是本专利技术实施例的两步法生产热塑性碳纤维预浸织物的生产装置的结构示意图。其中，1、待浸渍碳纤维干纱织物层，2、第一热塑性热熔多孔网膜，3、第二热塑性热熔多孔网膜，4、封端装置，5、抽真空装置，6、电加热对辊，7、注胶装置，8、半封闭真空浸渍装置。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。第一方面，提供一种热塑性预浸织物，包括依次叠加设置的第一热塑性热熔多孔网膜、中间平面纱线碳纤维织物和第二热塑性热熔多孔网膜；所述第一热塑性热熔多孔网膜和第二热塑性热熔多孔网膜均包括碳纤维织物增强结构和热塑性树脂预浸结构。在一些实施例中，中间平面纱线碳纤维织物的纱线选自T300、T700、T800、T1000碳纤维中的一种。进一步的，所述中间平面纱线碳纤维织物的结构形式为单向排布织物或平纹、斜纹、缎纹的二维织物中的任意一种。在一些实施例中，所述热塑性树脂预浸结构的材质选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮(PEEK)和聚甲醛(POM)中的任意一种。进一步的，第一热塑性热熔多孔网膜和第二热塑性热熔多孔网膜的克重控制在5-50g/m2。如，可以为5g/m2、10g/m2、15g/m2、20g/m2、25g/m2、30g/m2、35g/m2、40g/m2、45g/m2、50g/m2。热塑性热熔多孔网膜是采用超细纤维熔纺制备而成，纤维之间为多孔结构，所以制备的网膜为多孔网膜。第二方面，提供所述热塑性预浸织物的制备方法，包括如下步骤：将增强纤维织物连续走纱至真空浸渍装置中，密封后，抽真空；当真空浸渍装置中的真空度达标后，向增强纤维织物的上下表面同时注胶，真空浸渍，同时进行加热熔融处理；将处理后的预浸织物从真空浸渍装置中拉出，经经过电加热对辊装置进行热熔加压浸渗；即得热塑性预浸织物。真空浸渍可以提高浸渍渗透效果。在一些实施例中，达标后的真空度为0.06-0.1MPa。在一些实施例中，所述热塑性预浸织物的含胶量为40-70％，％为质量百分数。在一些实施例中，加热熔融的温度为120-300℃。进一步的，加热熔融的时间为5-20min。在一些实施例中，所述电加热对辊装置进行热熔加压浸渗的温度为120-300℃。进一步的，所述电加热对辊装置进行热熔加压浸渗的压强为1-5MPa。如，1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa。进一步的，所述电加热对辊装置的转速为2-10米/分钟。第三方面，提供所述热塑性预浸织物的制备装置，包括：半封闭真空浸渍装置和电加热对辊，电加热对辊设置于半封闭真空浸渍装置的下游；所述半封闭真空浸渍装置提供半封闭浸渍腔室、抽真空装置和注胶装置，半封闭浸渍腔室的相对的两侧分别设置进口通道和出口通道，进口通道和出口通道处均设置有封端装置；抽真空装置与半封闭浸渍腔室连通；注胶装置的注胶头设置于半封闭浸渍腔室内，为上下两层，分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热塑性预浸织物，其特征在于：包括依次叠加设置的第一热塑性热熔多孔网膜、中间平面纱线碳纤维织物和第二热塑性热熔多孔网膜；/n所述第一热塑性热熔多孔网膜和第二热塑性热熔多孔网膜均包括碳纤维织物增强结构和热塑性树脂预浸结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种热塑性预浸织物，其特征在于：包括依次叠加设置的第一热塑性热熔多孔网膜、中间平面纱线碳纤维织物和第二热塑性热熔多孔网膜；
所述第一热塑性热熔多孔网膜和第二热塑性热熔多孔网膜均包括碳纤维织物增强结构和热塑性树脂预浸结构。


2.根据权利要求1所述的热塑性预浸织物，其特征在于：中间平面纱线碳纤维织物的纱线选自T300、T700、T800、T1000碳纤维中的一种；
进一步的，所述中间平面纱线碳纤维织物的结构形式为单向排布织物或平纹、斜纹、缎纹的二维织物中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的热塑性预浸织物，其特征在于：所述热塑性树脂预浸结构的材质选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚醚酮酮、聚醚醚酮和聚甲醛中的任意一种；
进一步的，第一热塑性热熔多孔网膜和第二热塑性热熔多孔网膜的克重控制在5-50g/m2。


4.权利要求1-3任一所述热塑性预浸织物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将增强纤维织物连续走纱至真空浸渍装置中，密封后，抽真空；
当真空浸渍装置中的真空度达标后，向增强纤维织物的上下表面同时注胶，真空浸渍，同时进行加热熔融处理；
将处理后的预浸织物从真空浸渍装置中拉出，经经过电加热对辊装置进行热熔加压浸渗；即得热塑性预浸织物。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，朱安平，曹伟伟，王永伟，刘玉兰，朱波，
申请(专利权)人：山东宽原新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37