一种纤维增强聚酯复合材料的加工设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种纤维增强聚酯复合材料的加工设备，包括依次布置的第一传送带、纤维混合装置、第二传送带和双螺杆挤出机；所述的第一传送带上方设有用于将无机纤维丝和聚酯纤维丝切割成预设长度的切割机构；所述的纤维混合装置包括表面布满倒钩的主动辊、主动辊型腔和主动辊位置调节器；所述的第二传送带上方设有撒粉装置，所述的撒粉装置包括喂料螺杆和振荡器。先将无机纤维和聚酯纤维通过特定装置混合分散，再与润滑剂和抗氧剂等助剂分散混合，最后输送到螺杆挤出机进行挤出成型制备得到纤维增强聚酯复合材料，可连续化生产。可连续化生产。可连续化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维增强聚酯复合材料的加工设备


[0001]本技术涉及复合材料制备设备领域，具体涉及一种纤维增强聚酯复合材料的加工设备。

技术介绍

[0002]聚酯是一种由多元醇和多元酸通过缩聚反应制备得到的高分子材料。一般而言，聚酯主要是指聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)等线性热塑性树脂。其具有熔点高、耐热性能出色、电绝缘性能和尺寸稳定性等特点，被广泛应用于电子电器、汽车和家电等领域。
[0003]目前，为了进一步显著提高聚酯材料的强度和耐热性，发挥其高熔点和高结晶性能优势，一般而言通过添加一定含量的无机纤维与其进行螺杆挤出改性手段，即可制备得到高强度、高模量和高耐热性的纤维增强聚酯复合材料。在螺杆挤出改性过程中，树脂通常以粒子或者粉末形式、纤维通常以短切纤维束或连续纤维束形式加入到螺杆挤出机中，通过螺杆的高速剪切混合作用来实现树脂与纤维的相互浸润和粘结。由于物料在螺杆挤出机的停留时间短(通常在1
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2min)、纤维束形式(纤维根数在1000根以上)存在的纤维难以均匀分散、纤维和树脂难以形成良好的浸润包覆等原因，纤维增强聚酯复合材料的实际性能远远低于理论值，复合材料的性能提高还存在很大的提升空间。
[0004]目前，通常采用对纤维进行表面处理的方法来提高纤维增强聚酯复合材料的综合力学性能。如专利申请201810435929中提到了一种碳纤维增强聚酯复合材料的制备方法。该方法是通过先将碳纤维表面包覆热固性树脂上浆剂，在250
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350℃条件下进行热处理后，再进行螺杆挤出制备得到拉伸强度在160
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220Mpa，弯曲强度在240
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290Mpa的高强度碳纤维增强聚酯复合材料。该专利技术的关键在于通过对碳纤维进行表面化学改性来实现纤维与树脂之间结合力和浸润效果的提高，从而达到提高聚酯复合材料的综合性能的目的。但是该技术并没有从根本上解决纤维束形式的纤维与树脂之间的良好浸润包覆问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术的目的在于提供一种纤维增强聚酯复合材料的制备方法，将纤维与聚酯树脂充分浸润包覆，该方法能够实现同等密度下更高综合性能的纤维增强聚酯复合材料的制备，同时，本技术还公开了实施该方法的加工设备。
[0006]一种纤维增强聚酯复合材料的加工设备，包括依次布置的第一传送带、纤维混合装置、第二传送带和双螺杆挤出机；
[0007]所述的第一传送带上方设有用于将无机纤维丝和聚酯纤维丝切割成预设长度的切割机构；
[0008]所述的纤维混合装置包括进料牵引带、表面布满倒钩的主动辊、主动辊型腔和主动辊位置调节器；
[0009]所述的第二传送带上方设有撒粉装置，所述的撒粉装置包括喂料螺杆和振荡器。
[0010]作为优选，所述的第一传送带上方设有用于将无机纤维丝和聚酯纤维丝切割成预设长度的切割机构；所述的切割机构包括相对布置的牵引压辊和切割辊。
[0011]作为优选，所述纤维混合装置包括进料牵引带、表面布满倒钩的主动辊、主动辊型腔和主动辊位置调节器；所述的主动辊设置在所述主动辊型腔内。为了保证无机纤维和聚酯纤维的充分分散混合和分散混合效率，可以通过调节主动辊位置调节器，调整主动辊和主动辊型腔之间的距离来实现分散速率和分散混合效率之间的匹配。
[0012]所述撒粉装置是由喂料小螺杆和振荡器组成。物料通过小螺杆的转速实现计量下料，再通过振动器实现均匀的撒粉下料。
[0013]所述的纤维增强聚酯复合材料的加工设备还包括：依次设置的冷却装置、切粒机、过滤网和储料罐；所述的冷却装置与所述双螺杆挤出机的挤出口连接。
[0014]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种纤维增强聚酯复合材料的制备方法，该复合材料按重量百分比(wt％)由以下组分组成：
[0015][0016]进一步优选为：
[0017][0018]在上述的纤维增强聚酯复合材料中，所述聚酯纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维或聚对苯二甲酸1.3 丙二醇酯(PTT)纤维；所述聚酯纤维的直径为1
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10dtex，纤维长度为 10
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100mm。
[0019]在上述的纤维增强聚酯复合材料中，所述无机纤维为玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维；所述无机纤维的直径为1
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20dtex，纤维长度为10
‑
100mm。
[0020]在上述的纤维增强聚酯复合材料中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的任意组合。
[0021]在上述的纤维增强聚酯复合材料中，所述润滑剂为介酸酰胺、油酸酰胺、聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯。
[0022]在上述的纤维增强聚酯复合材料的制备方法中，所述的方法包括如下步骤：
[0023]步骤1：将无机纤维和聚酯纤维通过切割机构切割成为预设长度的短切无机纤维和短切聚酯纤维，之后通过第一传送带传送进入纤维混合装置混合，得到第一混合物；
[0024]步骤2：第一混合物进入到第二传送带，第二传送带上方的撒粉装置将润滑剂和抗氧剂等助剂与第一混合物分散混合得到第二混合物；
[0025]步骤3：将第二混合物输送到双螺杆挤出机的加料口，进行挤出成型即可制备得到纤维增强聚酯复合材料。
[0026]步骤1中，将一定比例的纤维束状聚酯连续纤维和无机连续纤维先通过切割机将聚酯和无机纤维裁剪成预定长度，再将这两种纤维加入到纤维混合装置中，让两种纤维得到充分蓬松化处理分散，形成纤维混合物。
[0027]所述的切割机构的切割条件为：切纱速率为2～8Hz，切纱时间为0.3～3min；切纱长度为：10～60mm；最优选为，切纱速率为5Hz，切纱时间为1min；切纱长度为：30mm。
[0028]所述的纤维混合装置的混合条件为：主动辊的速率为1000～3000转/min，主动辊与主动辊型腔的间距为5～30mm，进一步优选为，主动辊的速率为 1500转/min，主动辊与主动辊型腔的间距为10mm。
[0029]步骤2中，将纤维混合物通过传送带装置，传送带中间上方设置撒粉机，将助剂体系均匀撒在纤维混合物中，形成混合物。所述的撒粉装置的撒粉下料的条件为：控制撒粉下料速度为20～100g/min，振动器频率为2～8Hz，进一步优选为，控制撒粉下料速度为50g/min，振动器频率为5Hz，
[0030]步骤3中，所述的双螺杆挤出机的料筒后部(即进料口一端)的温度为 160℃
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220℃，料筒中部的温度为220℃
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260℃，料筒前部(即出料口一端) 的温度为200℃
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240℃，机头温度为250
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270℃，螺杆转速为100～300r/min(最优选为150r/min)。
[0031]本技术中，步骤1的目的是使纤维束形式(上千根单纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强聚酯复合材料的加工设备，其特征在于，包括依次布置的第一传送带、纤维混合装置、第二传送带和双螺杆挤出机；所述的第一传送带上方设有用于将无机纤维丝和聚酯纤维丝切割成预设长度的切割机构；所述的纤维混合装置包括表面布满倒钩的主动辊、主动辊型腔和主动辊位置调节器；所述的第二传送带上方设有撒粉装置，所述的撒粉装置包括喂料螺杆和振荡器。2.根据权利要求1所述的纤维增强聚酯复合材料的加工设备，其特征在于，所述的纤维混合装置还包括进料牵引带。3.根据权利要求1所述的纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁军杰，宋虬，秦熙露，张峰，冯欢欢，项工页，
申请(专利权)人：浙江新力新材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：