制造拉挤部件的系统技术方案

一种制造拉挤部件（５０）的系统（１００），其包括用于用聚合物树脂前体（１４１）润湿纤维纱线（１１０）的浸渍口模（１５０）。浸渍口模（１５０）包括涂覆纱线（１１０）外表面的第一室（１５４）和涂覆纱线（１１０）内部纤维的第二室（１５６）。第二室（１５６）的截面积在第二室（１５６）入口与第二室（１５６）出口之间减小。该系统（１００）还包括用于使纱线（１１０）在进入第一室（１５４）前分开的构件（１５１），以使得聚合物树脂前体（１４１）能够绕纱线（１１０）的外表面流动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及采用拉挤成型工艺制造纤维增强的复合部件的方法 和系统。更具体地说，本专利技术涉及使用聚氨酯树脂基体的复合部件。
技术介绍
在拉挤成型工艺中形成的纤维增强复合结构件通常包括嵌入在树脂 基体(例如不饱和聚酯或环氧乙烯基酯的聚合物)中的纤维增强材料(如玻 璃纤维、聚合物纤维、或碳纤维)。纤维增强材料通常包括纱线或丝束(其 每一种包括大量的纤维或长丝)，及一种或多种纤维毡片或纤维网幅。为了制造如在门和窗上使用的线状物的复合结构部件，要牵引丝束 穿过液体树脂前体材料的常压浴槽(通常是敞口的槽或缸)来将其涂覆。涂 覆后，即将所述纤维丝束牵引通过固化口模以聚合和固化树脂。使用常 压浴槽涂覆丝束的一个难点是丝束内的单根纤维或长丝不能充分被树脂 涂覆。例如，丝束的外表面能够被树脂涂布，但丝束内部的长丝或纤维 可能仅被部分涂覆。因为复合结构部件强度主要取决于树脂基体和纤维增强物间的相互 作用，所以理想的是完全涂覆尽可能多的单根长丝或纤维。未涂覆的长 丝得不到结构支撑，不能承担任何大的压縮荷载。此外，和长丝掺混的 空隙区变成了会在负荷下引发裂纹的位点，从而降低了所述复合部件的 刚性和强度。因此，减少成品部件中存在的部分涂覆的长丝、空隙等的数量是有利的。有关常压浴槽的另一个难点是，其通常包括相对大体积的未固化树 脂的前体化学物质，这些化学物质的较大表面积暴露在空气中。不希望 这些化学物质蒸发到周围大气中，因为设计用于降低蒸气蒸发的缓和系 统可能相对昂贵，并可能妨碍保持产品质量和生产率所需的许多操作。用于拉挤复合部件制造的常规树脂(例如聚酯、乙烯基酯、酚醛树脂等)的极限强度为约8000 15000psi，弹性模量为约350000-500000。该弹性模量与增强纤维的弹性模量匹配良好。当给这样的复合部件施加压力 或弯曲载荷时，该载荷会被这些增强纤维以产生相对平衡载荷和较高极限强度 的方式分担。但是，这些传统树脂体系的断裂伸长率通常为约1.5%-3%， 其超过了之前纤维的4%-6%的断裂伸长率。当超过其断裂伸长率时，树 脂将断裂，留下那些未支撑的纤维。这使得负荷集中在小百分数的可用 纤维上，并超过其极限强度，从而导致在低于完整的纤维增强封装件理论 最大负荷以下的部件破坏。用于拉挤复合部件制造的常规树脂在与纵向(即牵引)方向垂直的方 向上强度也较小。因此，该拉挤复合部件可以使用横向取向的增强纤维 来给部件提供必要的横向强度。例如，该增强材料可以同时包含纵向贯 穿拉挤部件的纤维丝束和给部件提供多方向强度的纤维毡片。然而，加 入横向纤维或纤维毡片不合需要地增加了部件的重量和成本，而且也增 加了制造部件的加工难度。因此，相比通过常规树脂体系所提供的拉挤复合部件，需要提供一 种改进的树脂体系来给拉挤复合部件提供增强的结构强度。还需要一种 不使用横向增强纤维就具有足够横向强度来提供抗弯能力的复合部件， 并允许用螺丝、钉子等来固定该组件。还需要提供一种在拉挤成型工艺 中使用聚合材料涂覆增强材料的改进系统和方法。
技术实现思路
本专利技术的一个示例实施方案涉及一种制造拉挤部件的系统，该系统 包括提供纤维增强物的固定件，提供聚合物树脂的系统，和用聚合物树 脂前体涂覆纤维增强物的浸渍口模。浸渍口模包括第一室和第二室。纤维增强物包括由多根纤维制得的纤维丝束。该系统还包括用于形成拉挤 部件的固化口模。浸渍口模的第一室被构建为用聚合物树脂前体涂覆纤 维丝束的外表面。浸渍口模的第二室被构建为用聚合物树脂前体涂覆纤 维丝束内的多根纤维。本专利技术的另一个示例实施方案涉及拉挤成型系统，该系统包括使用 聚合物树脂前体润湿纤维纱线的装置。该装置包括用于涂覆纱线外表面 的第一区和用于涂覆纱线内纤维的第二区。第二区的横截面积在第二区 的入口与第二区的出口之间减小。该拉挤成型系统还包括使纱线在进入 第一区之前分开的构件，以允许聚合物树脂前体绕纱线的外表面流动。本专利技术的另一个示例实施方案涉及拉挤成型系统，该系统包括提供 纤维丝束的系统，每束纤维丝束包括多根纤维。该拉挤成型系统包括用 聚合物树脂前体润湿纤维丝束外表面的第一室，和润湿每束纤维束内多 根纤维的第二室。该拉挤成型系统还包括牵引纤维丝束通过第一室和第 二室的装置。附图说明图1所示为现有技术的拉挤成型工艺制造的普通复合部件的透视图。图2所示为根据使用不需要横向纤维增强物的改进树脂的实施方案的拉挤成型工艺制造的普通复合部件的透视图。图3所示为根据示例实施方案的拉挤成型生产线的部件的示意图。 图4所示为根据示例实施方案制造复合部件中使用的浸渍口模的透视图。图5所示为图4中所示浸渍口模的剖视图。 图6所示为图4中所示浸渍口模的截面图。图7所示为根据示例实施方案在制造复合部件的方法中各步骤的流程图。具体实施例方式根据示例实施方案，提供了一种使用改进的树脂体系制造拉挤复合 部件的方法和设备。所述复合部件以用于制造窗、门及类似物中的线状物或其它部件的形式提供。根据其它示例实施方案，可以使用这里描述的树脂、系统和方、^€制造任何各种其它部件，所述复合部件包括用于扫帚、铲和其它手动工具的把手；用于侵蚀防护的板桩；用于卡车和汽车的框 架构件和门增强件；用于水冷塔和如移动电话塔的RF-透明结构的结构组 件；混凝土加强筋；高速路反光灯、护栏及柱；用于石油钻井平台和化 工装置的不导电和抗腐蚀的栅栏；以及任何各种其它产品。改进的树脂体系旨在给复合部件提供相对高的弯曲和压缩强度，从 而使部件的制造可以不需要在横向方向(即垂直于纵向或"拉伸"方向的方 向)上提供纤维增强物。相比于使用传统树脂体系制造的传统复合部件， 这种部件可以以较低重量、原料成本和资本成本有利地制造。与使用横 向纤维(如加入部件的纤维网幅或毡片)的传统拉挤成型工艺相比，根据本 专利技术描述的实施方案的复合部件的制造速度不会由于加入横向纤维而变 慢，从而仅需要较少的机器在给定的时间构内供给需要的量。图1所示为传统的普通拉挤复合部件10，其使用了纵向取向的纤维 (如图所示X方向取向的纤维24)和横向取向的纤维(如图所示Y方向取向 的纤维18)。横向纤维18可以提供为例如层12、 14和16，其包括浸渍了 树脂前体26的纤维毡。如图1所示，纵向取向的纤维的层20和22(也浸 渍了树脂前体26)被设置在毡12、 14和16中间或之间。因为如图1所示 的复合部件IO使用了传统树脂体系(如聚酯、乙烯基酯或酚醛树脂等)， 所以需要纤维层12、 14和16为部件10提供横向强度。图2是使用根据示例实施方案提供增强结构刚性的树脂体系制造的 通用拉挤部件50的透视图。如图2所示，部件50没有使用横向(即"Y" 方向)取向的纤维；而是提供只在基本上平行于纵向(即"X"方向)的方向上 取向的纤维54作为纤维增强物。图1中横向纤维18所提供的强度改为 由与传统树脂体系相比具有改进的机械性能的树脂56提供。因此，部件50以相对简单的方式制备，而且不需要与使用横向纤维有关的附加费用 和困难。根据一个示例实施方案，相比使用常规树脂体系的部件，使用基本 上由在纵向和横向上同时具有改进机械特性的聚氨酯材料组成的树脂前 体来制造复合部件(例如组件部件50)。通过对使用聚氨酯树脂体系的拉挤复合部件和使用传统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造拉挤部件（５０）的系统（１００），其包括：　浸渍口模（１５０），用于用聚合物树脂前体（１４１）润湿纤维纱线（１１０），所述浸渍口模（１５０）包括涂覆所述纱线（１１０）外表面的第一室（１５４），和涂覆所述纱线（１１０）内部纤维的第二室（１５６），所述第二室（１５６）的截面积在第二室（１５６）入口与第二室（１５６）出口之间减小，和　构件（１５１），用于在纱线（１１０）进入第一室（１５４）前将其分开，以使聚合物树脂前体（１４１）能够绕所述纱线（１１０）的外表面流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RJ布朗，S哈尔琴科，HD科菲，I黄，
申请(专利权)人：米尔加德制造有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]