一种碳纤维经编织物产品及其制备方法与生产设备技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维经编织物产品及其制备方法与生产设备，属于材料技术领域。制备方法包括：将碳纤维经编织物及嵌入碳纤维经编织物中的热塑性树脂膜进行缝合。碳纤维经编织物具有至少两层碳纤维经编织物层，至少一组相邻的两个碳纤维经编织物层之间嵌入至少一层热塑性树脂膜。该方法工艺简单，周期较短，能较为容易地使热塑性树脂浸润至碳纤维经编织物中，同时在保证树脂流动时，还能增强纤维的平行伸直状态，可在后期通过加热/加压后树脂的流动将增强纤维取向的干扰抑制到最小，提高纤维取向的精度。所得的碳纤维经编织物产品中热塑性树脂在碳纤维经编织物中均匀浸润，纤维取向的精度高。对应的生产设备结构简单，操作灵活。灵活。灵活。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维经编织物产品及其制备方法与生产设备


[0001]本专利技术涉及材料
，具体而言，涉及一种碳纤维经编织物产品及其制备方法与生产设备。

技术介绍

[0002]随着碳纤维多轴向经编织物在风电、汽车和船舶等领域得到广泛的应用，其增强材料多数选择热固性树脂，成型工艺一般是VARI和RTM等。其对应的成型周期长，过程包括，织物生产、裁剪、铺贴、制袋、配树脂、抽真空和注胶等工艺，需要大量的人力和物力。
[0003]因此，现有技术中逐渐由热塑性树脂代替热固性树脂，但热塑性树脂的熔融粘度较大，一般都超过100Pa
·
s，对纤维的浸润比较困难。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一包括提供一种碳纤维经编织物产品的制备方法，该方法工艺简单，周期较短，并且能够较为容易地使热塑性树脂浸润至碳纤维经编织物中。
[0006]本专利技术的目的之二包括提供一种由上述制备方法得到的碳纤维经编织物产品，该碳纤维经编织物产品中热塑性树脂在碳纤维经编织物中均匀浸润，纤维取向的精度高。
[0007]本专利技术的目的之三包括提供一种上述碳纤维经编织物产品的生产设备，其结构简单，操作灵活。
[0008]本申请可通过以下方式实现：
[0009]第一方面，本申请提供一种碳纤维经编织物产品的制备方法，包括以下步骤：将碳纤维经编织物以及嵌入碳纤维经编织物中的热塑性树脂膜进行缝合。
[0010]碳纤维经编织物具有至少两层碳纤维经编织物层，至少一组相邻的两个碳纤维经编织物层之间嵌入至少一层热塑性树脂膜。
[0011]在可选的实施方式中，每层碳纤维经编织物层中碳纤维纱的铺设方向不同。
[0012]在可选的实施方式中，缝合采用缝编机构进行。
[0013]在可选的实施方式中，还包括对缝合所得的预制品进行加热和加压，以使热塑性树脂膜浸润至位于热塑性树脂膜的两侧的碳纤维经编织物层中。
[0014]在可选的实施方式中，加热采用辊式加热机构进行。
[0015]在可选的实施方式中，还包括对加热后的预制品进行冷却。
[0016]在可选的实施方式中，冷却至预制品的温度为15-35℃。
[0017]在可选的实施方式中，冷却采用冷却机构进行。
[0018]在可选的实施方式中，还包括对冷却后的预制品进行收卷。
[0019]在可选的实施方式中，收卷采用收卷机构进行。
[0020]第二方面，本申请提供一种碳纤维经编织物产品，由如前述实施方式任一项的制备方法加工得到。
[0021]在可选的实施方式中，所得的碳纤维经编织物产品的克重为75-1600g/m2。
[0022]在可选的实施方式中，碳纤维经编织物产品中，热塑性树脂膜的重量占20-40wt％，碳纤维经编织物层的重量占60-80wt％。
[0023]第三方面，本申请提供一种如前述实施方式的碳纤维经编织物产品的生产设备，包括热塑性树脂膜放卷机构、碳纤维经编织物放卷机构、缝合机构以及传输机构。
[0024]传输机构用于传输由热塑性树脂膜放卷机构铺设的热塑性树脂膜及由碳纤维经编织物放卷机构铺设的碳纤维纱。
[0025]缝合机构用于将由传输机构传输而来的嵌入有热塑性树脂膜的碳纤维经编织物进行缝合。
[0026]在可选的实施方式中，碳纤维经编织物放卷机构的数量至少为2个，至少一组相邻的2个碳纤维经编织物放卷机构之间设有1个热塑性树脂膜放卷机构。
[0027]在可选的实施方式中，相邻的2个碳纤维经编织物放卷机构的放卷角度不同。
[0028]在可选的实施方式中，碳纤维经编织物放卷机构包括第一碳纤维经编织物放卷机构至第四碳纤维经编织物放卷机构。热塑性树脂膜放卷机构包括第一热塑性树脂膜放卷机构至第三热塑性树脂膜放卷机构。四个碳纤维经编织物放卷机构和三个热塑性树脂膜放卷机构按传输方向依次交错设置。
[0029]在可选的实施方式中，第一碳纤维经编织物放卷机构的放卷角度为-45
°
至-60
°
；第二碳纤维经编织物放卷机构的放卷角度为90
°
；第三碳纤维经编织物放卷机构的放卷角度为+45
°
至+60
°
；第四碳纤维经编织物放卷机构的放卷角度为0
°
。
[0030]在可选的实施方式中，生产设备还包括设置于缝合机构下游的加热机构。
[0031]在可选的实施方式中，加热机构为辊式加热机构。
[0032]在可选的实施方式中，生产设备还包括设置于加热机构下游的冷却机构。
[0033]在可选的实施方式中，生产设备还包括设置于冷却机构下游的收卷机构。
[0034]本专利技术具有以下有益效果：
[0035]本申请提供的碳纤维经编织物产品的制备方法直接将热塑性树脂膜嵌入至碳纤维经编织物中并进行缝合，工艺简单，周期较短，不进行预浸操作也能较为容易地使热塑性树脂均匀浸润至碳纤维经编织物中。并且，由于碳纤维经编织物和热塑性树脂膜缝合在一起，利于保证树脂流动时，增强纤维的平行伸直状态，从而便于在后期通过加热/加压后树脂的流动将增强纤维取向的干扰抑制到最小，提高纤维取向的精度。所得的碳纤维经编织物产品中热塑性树脂在碳纤维经编织物中均匀浸润，纤维取向的精度高。对应的生产设备结构简单，操作灵活。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0037]图1为本申请实施例1提供的碳纤维经编织物产品的生产设备示意图；
[0038]图2为本申请实施例2提供的碳纤维经编织物产品的生产设备示意图；
[0039]图3为本申请实施例3提供的碳纤维经编织物产品的各层排布示意图；
[0040]图4为本申请实施例4提供的碳纤维经编织物产品的各层排布示意图；
[0041]图5为本申请实施例5提供的碳纤维经编织物产品的各层排布示意图。
[0042]主要元件符号说明：11-第四热塑性树脂膜放卷机构；12-第一热塑性树脂膜放卷机构；13-第二热塑性树脂膜放卷机构；14-第三热塑性树脂膜放卷机构；15-第五热塑性树脂膜放卷机构；21-45
°
在线铺纬纱架；22-90
°
在线铺纬纱架；23-+45
°
在线铺纬纱架；24-0
°
在线铺纬纱架；3-缝合机构；4-辊式加热机构；5-冷却机构；6-收卷机构；101-第一热塑性树脂膜层；102-第二热塑性树脂膜层；103-第三热塑性树脂膜层；104-第四热塑性树脂膜层；105-第五热塑性树脂膜层；201-第一碳纤维经编织物层；202-第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维经编织物产品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将碳纤维经编织物以及嵌入所述碳纤维经编织物中的热塑性树脂膜进行缝合；所述碳纤维经编织物具有至少两层碳纤维经编织物层，至少一组相邻的两个所述碳纤维经编织物层之间嵌入至少一层所述热塑性树脂膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，每层碳纤维经编织物层中碳纤维纱的铺设方向不同；优选地，缝合采用缝编机构进行。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，还包括对缝合所得的预制品进行加热和加压，以使所述热塑性树脂膜浸润至位于所述热塑性树脂膜的两侧的所述碳纤维经编织物层中；优选地，加热采用辊式加热机构进行。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，还包括对加热后的所述预制品进行冷却；优选地，冷却至所述预制品的温度为15-35℃；优选地，冷却采用冷却机构进行。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括对冷却后的所述预制品进行收卷；优选地，收卷采用收卷机构进行。6.一种碳纤维经编织物产品，其特征在于，由如权利要求1-5任一项所述的制备方法加工得到。7.根据权利要求6所述的碳纤维经编织物产品，其特征在于，所述碳纤维经编织物产品的克重为75-1600g/m2；优选地，所述碳纤维经编织物产品中，所述热塑性树脂膜的重量占20-40wt％，所述碳纤维经编织物层的重量占60-80wt％。8.一种如权利要求6所述的碳纤维经编织物产品的生产设备，其特征在于，包括热塑性树脂膜放卷机构、碳纤维经编织物放卷机构、缝合机构以及传输机构；所述传输机构用于传输由...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕春云，张坤，王永利，王怡敏，高志成，
申请(专利权)人：江苏恒神股份有限公司，
类型：发明
国别省市：