一种连续纤维增强热塑预浸料丝表面处理方法及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种连续纤维增强热塑预浸料丝表面处理方法及其使用方法，属于预浸料丝表面处理技术领域，本发明专利技术提出的一种连续纤维增强热塑预浸料丝表面处理方法及其使用方法，上喷嘴和下喷嘴朝向预浸料丝的上下面，利用泵体向喷箱抽取溶液，分两路喷在预浸料丝的上下面。通过减速电机带动加热环旋转；通电环与导电环片接触连接，通电环的位置是固定，而导电环片跟随加热环同步旋转，通电环与导电环片两者在接触状态下通电，则内环与加热环在旋转的过程中，始终能够为加热片提供电能，则让其能够边旋转边发热。够边旋转边发热。够边旋转边发热。

A surface treatment method of continuous fiber reinforced thermoplastic prepreg wire and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种连续纤维增强热塑预浸料丝表面处理方法及其使用方法


[0001]本专利技术涉及预浸料丝表面
，特别涉及一种连续纤维增强热塑预浸料表面处理方法及其使用方法。

技术介绍

[0002]一种连续碳纤维增强热塑预浸料尤其连续碳纤维增强高性能热塑预浸料在国内一些特种装备以及航空航天、核电等行业得到应用，其涉及到的的成型工艺主要有模压快速模压、自动铺丝原位固化、缠绕原位固化等，其中自动铺丝原位固化、缠绕原位固化工艺具有效率快、不需二次固化，可以成型大型制件等优点，一直是航空航天、特种装备大力发展的高技术含量成型工艺。
[0003]一种连续纤维增强热塑性预浸料可以采用共挤出法、凝桨法、粉末法等方式实现制造，适用于自动铺丝原位固化、缠绕原位固化工艺的连续纤维增强热塑预浸料丝需要具有良好的浸润性，目前国内外企业提供的部分材料基本解决浸润性问题，而且部分企业使用此种材料已经成功做出相应的产品，但是这些材料在使用自动铺丝原位固化、缠绕原位固化工艺制造过程中被发现具有界面性能低、成型工艺参数精度控制要求高、材料界面处容易产生未粘接、粘接不充分等缺陷，极大影响材料的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种连续纤维增强热塑预浸料表面处理方法及其使用方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种连续纤维增强热塑预浸料丝表面处理方法，包括以下步骤：
[0006]S1：通过设置的开卷装置和收卷装置输送预浸料丝连续经过表面涂覆装置和后处理装置；
[0007]S2：其中，表面涂覆装置涂覆在预浸料表面的树脂跟预浸料丝树脂基体一致或者性能相近；
[0008]S3：后处理装置用于除去S2中涂覆的溶液、乳液涂敷物的溶剂，使溶质粘附在预浸料丝表面，从而达到增加预浸料表面富树脂含量的需求。
[0009]进一步地，针对S1中，预浸料丝由热塑预浸料丝的树脂基体以及预浸料增强纤组成；
[0010]开卷装置和收卷装置通过张力控制，其中，张力控制范围5
‑
100N/cm，热塑预浸料丝的树脂基体包含但不限于PAEK、PPS、PEI、PI、PP、PC、PA；
[0011]预浸料增强纤维包含但不限于碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维PBO纤维等；预浸料的纤维纤维面密度10
‑
300g/
㎡
；预浸料树脂体积含量30
‑
60％。
[0012]进一步地，针对S2中，涂覆物料形态包含但不限于溶液形态、乳液形态；溶液和乳液形态涂敷物涂覆方式包含但不限于喷涂、浸渍；
[0013]溶液和乳液形态涂敷物溶剂可以为水、有机溶剂，并且对涂覆在预浸料表面的涂敷量进行控制，涂敷物数量为预浸料丝质量的1
‑
10％。
[0014]进一步地，针对S3中，后处理装置4具备加热和通风功能，加快溶剂的挥发，加热温度＞100℃；如果溶剂为有机物，则需要增加溶剂回收装置5。
[0015]进一步地，开卷装置包括开卷轮、前压轮和前支撑架，开卷轮安装在前支撑架上，前压轮通过位置调整装置安装在前支撑架，其中，开卷轮上套有预浸料丝，前压轮抵在预浸料丝上，通过位置调整装置调整前压轮在开卷轮旋转的状态下始终压在预浸料丝上；
[0016]所述位置调整装置包括轮架、气缸和气缸杆，气缸固定在前支撑架上，气缸杆的一端与气缸内的活塞杆相接，气缸杆的另一端与轮架相接，其中，前压轮的两端插入轮架的轴承内。
[0017]进一步地，收卷装置包括收卷轮、后支撑架和双级减速电机，双级减速电机安装在后支撑架上，双级减速电机的轴与收卷轮的一端连接，收卷轮的另一端插入后支撑架的轴承内，通过双级减速电机驱动收卷轮旋转，收卷轮缠绕预浸料丝。
[0018]进一步地，表面涂覆装置包括前遮挡板、后遮挡板、前支撑轮、后支撑轮、喷箱和双面涂覆组件，前支撑轮和后支撑轮的并排插入前遮挡板和后遮挡板之间的轴承上，喷箱与双面涂覆组件相接；
[0019]所述双面涂覆组件包括上喷嘴、下喷嘴、喷管和喷嘴，喷箱通过泵体与喷管相接，喷管分两路分别与上喷嘴和下喷嘴相接，其中，上喷嘴和下喷嘴朝向预浸料丝的上下面。
[0020]进一步地，后处理装置包括加热环、导气环、通电环、限位环、加热片、减速电机和传动轮，限位环套在加热环的外部，加热环在限位环内旋转，减速电机上连接的传动轮与加热环接触连接，通过减速电机带动加热环旋转；
[0021]所述加热环的内部设有同心的内环，内环与加热环之间形成的环形通道被隔板分隔成若干独立的空间，其中，加热片一一对应放置在内环与加热环之间的空间，并且，加热片上连接的线缆接入密封内环与加热环端口上的导电环片上，通电环与导电环片接触连接；
[0022]所述导气环密封内环与加热环的另一端口，导气环上开设的孔与独立空间的孔对应连通，通入气体的环片套在导气环上，气体进入加热片所在的空间；
[0023]所述内环上开设有与加热片所在空间对应连通的通风孔，并且通风孔朝向预浸料丝。
[0024]进一步地，溶剂回收装置包括收料皿、负压管和集气罩，收料皿置于预浸料丝的下方，负压管与集气罩连接，集气罩横跨加热环的两侧，用于吸收有机物溶剂。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]1、本专利技术提出的一种连续纤维增强热塑预浸料表面处理方法及其使用方法，前压轮的两端插入轮架的轴承内，开卷轮在旋转过程中，预浸料丝的量慢慢减少，则气缸驱动前压轮朝开卷轮方向移动，始终保持前压轮能够对预浸料丝具有一定的挤压力，从而避免预浸料丝脱离速度较快。
[0027]2、本专利技术提出的一种连续纤维增强热塑预浸料表面处理方法及其使用方法，上喷嘴和下喷嘴朝向预浸料丝的上下面，利用泵体向喷箱抽取溶液，分两路喷在预浸料丝的上下面。通过减速电机带动加热环旋转；通电环与导电环片接触连接，通电环的位置是固定，
而导电环片跟随加热环同步旋转，通电环与导电环片两者在接触状态下通电，则内环与加热环在旋转的过程中，始终能够为加热片提供电能，则让其能够边旋转边发热。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的整体结构图；
[0029]图2为本专利技术的开卷装置侧视图；
[0030]图3为本专利技术的收卷装置结构图；
[0031]图4为本专利技术的表面涂覆装置结构图；
[0032]图5为本专利技术的表面涂覆装置俯视图；
[0033]图6为本专利技术的后处理装置立体图；
[0034]图7为本专利技术的后处理装置剖面图；
[0035]图8为本专利技术的后处理装置侧视图；
[0036]图9为本专利技术的溶剂回收装置结构图。
[0037]图中：1、开卷装置；11、开卷轮；12、前压轮；13、前支撑架；14、位置调整装置；141、轮架；142、气缸；143、气缸杆；2、收卷装置；21、收卷轮；22、后支撑架；23、双级减速电机；3、表面涂覆装置；31、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续纤维增强热塑预浸料丝表面处理方法及其使用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过设置的开卷装置(1)和收卷装置(2)输送预浸料丝连续经过表面涂覆装置(3)和后处理装置(4)；S2：其中，表面涂覆装置(3)涂覆在预浸料表面的树脂跟预浸料丝树脂基体一致或者性能相近；S3：后处理装置(4)用于除去S2中涂覆的溶液、乳液涂敷物的溶剂，使溶质粘附在预浸料丝表面，从而达到增加预浸料表面富树脂含量的需求。2.如权利要求1所述的一种连续纤维增强热塑预浸料丝表面处理方法，其特征在于，针对S1中，预浸料丝由热塑预浸料丝的树脂基体以及预浸料增强纤组成；开卷装置(1)和收卷装置(2)通过张力控制，其中，张力控制范围5
‑
100N/cm，热塑预浸料丝的树脂基体包含但不限于PAEK、PPS、PEI、PI、PP、PC、PA；预浸料增强纤维包含但不限于碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维PBO纤维等；预浸料的纤维纤维面密度10
‑
300g/
㎡
；预浸料树脂体积含量30
‑
60％。3.如权利要求1所述的一种连续纤维增强热塑预浸料表面处理方法及其使用方法，其特征在于，针对S2中，涂覆物料形态包含但不限于溶液形态、乳液形态；溶液和乳液形态涂敷物涂覆方式包含但不限于喷涂、浸渍；溶液和乳液形态涂敷物溶剂可以为水、有机溶剂，并且对涂覆在预浸料表面的涂敷量进行控制，涂敷物数量为预浸料丝质量的1
‑
10％。4.如权利要求1所述的一种连续纤维增强热塑预浸料表面处理方法及其使用方法，其特征在于，针对S3中，后处理装置(4)具备加热和通风功能，加快溶剂的挥发，加热温度＞100℃；如果溶剂为有机物，则需要增加溶剂回收装置(5)。5.如权利要求1所述的一种连续纤维增强热塑预浸料表面处理方法及其使用方法，其特征在于，开卷装置(1)包括开卷轮(11)、前压轮(12)和前支撑架(13)，开卷轮(11)安装在前支撑架(13)上，前压轮(12)通过位置调整装置(14)安装在前支撑架(13)，其中，开卷轮(11)上套有预浸料丝，前压轮(12)抵在预浸料丝上，通过位置调整装置(14)调整前压轮(12)在开卷轮(11)旋转的状态下始终压在预浸料丝上；所述位置调整装置(14)包括轮架(141)、气缸(142)和气缸杆(143)，气缸(142)固定在前支撑架(13)上，气缸杆(143)的一端与气缸(142)内的活塞杆相接，气缸杆(143)的另一端与轮架(141)相接，其中，前压轮(12)的两端插入轮架(141)的轴承内。6.如权利要求1所述的一种连续纤维增强...

【专利技术属性】
技术研发人员：史丽娟，孙攀，
申请(专利权)人：江苏亨博复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：