一种压敏型连续纤维增强树脂预浸带的制备方法和设备技术

一种压敏型连续纤维增强树脂预浸带的制备方法和设备，涉及连续纤维增强热塑复合材料技术领域，包括：至少两台带材放卷架，用于分别装载并传送出离型纸和CFP带材；压敏胶挤出模头，用于将熔融树脂挤出至压敏胶膜层引导辊；驱动装置，用于驱动压敏胶膜层引导辊以设定的旋转速度进行旋转，以将熔融树脂涂抹在CFP带材的上表面；柔性棍压合装置，用于将离型纸和CFP带材压合在一起，其中，CFP带材的上表面与离型纸的下表面通过熔融树脂涂粘接在一起，粘接在一起的CFP带材和离型纸经由牵引模块牵引以及收卷模块收卷后形成压敏型连续纤维增强树脂预浸带。

【技术实现步骤摘要】
一种压敏型连续纤维增强树脂预浸带的制备方法和设备
本专利技术涉及连续纤维增强热塑复合材料
，具体而言，涉及一种压敏型连续纤维增强树脂预浸带的制备方法和设备。
技术介绍
以纤维增强的各类树脂复合材料正逐步替代传统的金属材料，被广泛应用于很多要求轻量化的领域，包括飞机、汽车等各类交通工具等。随着纤维增强热塑性复合材料的应用发展，连续性纤维增强热塑材料浸渍带因其优异的物理特性和多样的加工成型方式逐步得到推广。广泛应用于运输、军民航空、石油化工、体育器具、建筑材料等众多领域。实现了产品质量轻、强度高、耐腐蚀、可回收利用以及加工成型便利的目标，因其优秀的综合性能，该行业得到了蓬勃发展。近年来，柔性增强热塑性塑料复合管(ReinforcedThermoplasticPipes，简称RTP管)，是一种高压塑料复合管道，具有良好的柔韧性、抗腐蚀性、耐高压、耐冲击、耐磨损、重量轻、容易连接、可盘绕、长距离无接头快速铺设等特点，可以很好地克服钢管的腐蚀问题以及塑料管道的耐压问题，可应用在石油、天然气开采，高压长距离输送天燃气以及各种需要较高压力输送介质的管线领域。自1995年6月在英国第一次被投入使用后，RTP管作为油气集输管线大量应用于油气田，并作为耐腐蚀和耐高压的长输管道在其他领域迅速推广，如城市管网、天然气输送、化工行业等领域。在预浸带缠绕过程中，首先需要将预浸带通过加热熔化，而后旋转一定角度通过自身缠绕来增加铺层层数，从而获得增强效果优异的增强热塑性复合管材。而高温熔化会使得预浸带增强效果受到性能损失，并且对工艺把控和成本控制提出挑战。玻璃纤维在树脂中的浸润性受到最终预浸带厚度的极大影响，超厚预浸带材从熔融状态的冷却过程对装备及工艺的控制难度也大幅提升。针对这些问题，一些研究者做了相关尝试。利用目前的熔融树脂浸润工艺一次生产预浸带材，虽然厚度可勉强达到，但这种方法制备的预浸带玻纤与树脂之间的浸润性极差，造成带材本身产生干纱等缺陷并最终导致产品综合性能的下降。这种方式带来的另一个缺点是，对冷却设备要求高，工艺控制难度大，极易导致浸润带冷却不及时，从而使聚合物结晶度升高浸润带收缩剧烈。另外一种尝试是使用目前常用的热复合工艺，这种工艺是利用两层或多层预浸带成品通过热复合机的加热辊加热，位于热复合机上下加热辊之间的预浸带受热熔融，从而粘接在一块制备出超厚预浸带。这种方法的缺点比较明显，由于通过热复合机的加热辊来熔融，位于上下加热辊之间的预浸带所受热量从外部延伸至内部，导致预浸带材必须整体熔融，才能将两层预浸带接触面有效热熔粘接。如此一来，预浸带本身在热压辊的压力作用下，其纤维原有的直线分布将被扰乱，形成不规则的弯曲形状。这种纤维排布无疑会对最终预浸带的力学性能造成负面影响。连续纤维增强树脂复合材料所具备的纤维与树脂的有效融合，以及连续纤维沿制品宽度方向分布均匀，尤其采用通常的热熔树脂工艺生产超厚度尺寸连续纤维增强树复合材料带材时增加了纤维与树脂的有效融合的难度。而纤维与树脂的有效融合的程度是评估该类产品机械连续纤维增强树复合材料带材粘贴连接成一体，物理性能的关键特征指标。而其它的制备工艺技术，如采用二次热熔复合加工工艺，将需要相互连接的两层连续纤维增强树复合材料带材加热至熔融状态，制成厚度叠加连接成一体的超厚的连续纤维增强树复合材料带材；此类工艺技术的不足之处是两层相互贴合的连续纤维增强树复合材料带材加热至熔融状态时，易造成树脂及纤维的变动，影响超厚的连续纤维增强树复合材料带材的力学特性。如QY专利中国专利CN104669647A公开了一种连续纤维增强热塑性复合材料的制备工艺和设备，它采用传统双挤出流延工艺，采取在线复合的工艺制备增厚带材。缺点在于上下两层的含量无法控制，造成预浸带层间强度不稳定。而且由于设计过程中采用的双挤出系统，造成设备投入大和空间布置的浪费。因此，上述问题需在高强超厚型连续玻纤增强热塑性浸渍材料设计和加工过程中加以解决。陕西天策新材料科技有限公司的CN105346200A专利采用的使用已经固化的热塑性树脂薄膜直接与连续纤维经过热压辊进行复合，在此过程中由于热塑性树脂的流动性差和热辊压的热熔效果不良，造成热塑性树脂对连续纤维的浸润效果差，直接导致连续纤维增强热塑性树脂复合材料出现浸润效果不理想，界面效果不良，材料强度低的问题，且该工艺受限于热塑膜在加热过程中造成尺寸收缩，难以保证产品树脂的均匀分布；以及采用对树脂膜再次加热的二次加工，而缺乏经济性，产品的性价比不高。本专利技术提出的一种表面有压敏胶膜层的连续纤维增强热塑复合材料的制备工艺和流程，尤其热熔树脂挤出模头与脂涂抹引导辊的组合设计，以及选用一种熔点低于已制成的、需要相互进行厚度叠加的连续纤维增强树复合材料树脂熔点温度的树脂作为粘贴连接层的材料设计为制成一种超厚连续纤维增强热塑复合材料的制备工艺和流程提供了更好的解决方案。目前针对压敏型连续纤维增强树脂预浸带，亟待设计一种制作过程操作简单，可有效提升产品质量的设备和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种压敏型连续纤维增强树脂预浸带的制备方法和设备，以解决上述问题。本专利技术的实施例是这样实现的：本专利技术实施例的一方面，提供一种压敏型连续纤维增强树脂预浸带的制备设备，包括：至少两台带材放卷架，用于分别装载并传送出离型纸和CFP带材；压敏胶挤出模头，用于将熔融树脂挤出至压敏胶膜层引导辊；驱动装置，用于驱动所述压敏胶膜层引导辊以设定的旋转速度进行旋转，以将所述熔融树脂涂抹在所述CFP带材的上表面；柔性棍压合装置，用于将所述离型纸和所述CFP带材压合在一起，其中，所述CFP带材的上表面与所述离型纸的下表面通过所述熔融树脂涂粘接在一起，粘接在一起的所述CFP带材和所述离型纸经由牵引模块牵引以及收卷模块收卷后形成所述压敏型连续纤维增强树脂预浸带。可选地，包括：所述压敏胶膜层引导辊的转动速度是可调整的。可选地，所述压敏胶挤出模头的模头出口唇呈狭长型结构，所述模头出口唇与所述压敏胶膜层引导辊之间具有第一间隙。可选地，所述模头出口唇的延伸方向与所述压敏胶膜层引导辊的轴线相平行。可选地，所述第一间隙的设定范围为0.1～30mm，所述模头出口唇的出口朝向与水平面的夹角设定范围10～160度角。可选地，还包括两张紧展平装置，用于分别对所述离型纸和所述CFP带材进行张紧展平处理。可选地，还包括两加热装置，用于分别对所述离型纸和所述CFP带材进行加热处理。可选地，所述柔性棍压合装置是由三根交错平行、呈“品”字结构布置的的三组辊子组成；所述三组辊子组成的“品”字结构的柔性棍压合装置包括正品字“品”字结构或倒品字“品”字结构两种布置形式。可选地，所述三组辊子之间的中心距是可调整的。可选地，所述柔性棍压合装置的各组辊子设有内置冷却机构。可选地，所述压敏胶膜层引导辊设有内置的加热机构。一种压敏型连续纤维增强树脂预浸带的制备方法，包括：提供上述的制备设备；将离型纸和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压敏型连续纤维增强树脂预浸带的制备设备，其特征在于，包括：/n至少两台带材放卷架，用于分别装载并传送出离型纸和CFP带材；/n压敏胶挤出模头，用于将熔融树脂挤出至压敏胶膜层引导辊；/n驱动装置，用于驱动所述压敏胶膜层引导辊以设定的旋转速度进行旋转，以将所述熔融树脂涂抹在所述CFP带材的上表面；/n柔性棍压合装置，用于将所述离型纸和所述CFP带材压合在一起，其中，所述CFP带材的上表面与所述离型纸的下表面通过所述熔融树脂涂粘接在一起，粘接在一起的所述CFP带材和所述离型纸经由牵引模块牵引以及收卷模块收卷后形成所述压敏型连续纤维增强树脂预浸带。/n

【技术特征摘要】
1.一种压敏型连续纤维增强树脂预浸带的制备设备，其特征在于，包括：
至少两台带材放卷架，用于分别装载并传送出离型纸和CFP带材；
压敏胶挤出模头，用于将熔融树脂挤出至压敏胶膜层引导辊；
驱动装置，用于驱动所述压敏胶膜层引导辊以设定的旋转速度进行旋转，以将所述熔融树脂涂抹在所述CFP带材的上表面；
柔性棍压合装置，用于将所述离型纸和所述CFP带材压合在一起，其中，所述CFP带材的上表面与所述离型纸的下表面通过所述熔融树脂涂粘接在一起，粘接在一起的所述CFP带材和所述离型纸经由牵引模块牵引以及收卷模块收卷后形成所述压敏型连续纤维增强树脂预浸带。


2.根据权利要求1所述的制备设备，其特征在于，所述压敏胶膜层引导辊的转动速度是可调整的。


3.根据权利要求1所述的制备设备，其特征在于，所述压敏胶挤出模头的模头出口唇呈狭长型结构，所述模头出口唇与所述压敏胶膜层引导辊之间具有第一间隙。


4.根据权利要求1所述的制备设备，其特征在于，还包括两张紧展平装置，用于分别对所述离型纸和所述CFP带材进行张紧展平处理。


5.根据权利要求1所述的制备设备，其特征在于，还包括两加热装置，用于分别对所述离型纸和所述CFP带材进行加热处理。

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【专利技术属性】
技术研发人员：朱华平，
申请(专利权)人：江苏奇一科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32