[发明专利]一种聚乙烯纤维单取向预浸带的生产线

说明书

技术领域

本发明涉及预浸带生产线，具体涉及聚乙烯纤维单取向预浸带的生产线。

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维也称高强高模聚乙烯(HSHMPE)纤维或伸长链(ECPE)聚乙烯纤维，是指相对分子质量在(1～6)×10⁶的聚乙烯，经纺丝-超拉伸后制成的超高分子质量聚乙烯纤维。它是继碳纤维、芳纶(Kevlar)纤维之后的第三代高性能纤维，本文简称聚乙烯纤维。聚乙烯纤维增强复合材料与其它纤维增强复合材料相比，具有质量轻、耐冲击、介电性能高等优点，在现代化战争和航空航天、海域防御、武器装备等领域发挥着举足轻重的作用。同时，该纤维在汽车、船舶、医疗器械、体育运动器材等领域亦有广阔的应用前景。因此，聚乙烯纤维自问世起就倍受重视，发展很快。

由聚乙烯纤维无纬布经交错复合而成的复合材料(又称UD复合材料)在防弹领域有着重要的应用。目前制备聚乙烯纤维增强复合材料一般采用如下工艺步骤：单取向预浸带的制备—单取向预浸带的层压成型—纤维增强复合材料的定型。单取向预浸带又称无纬布(UD布)或经向布，是指由聚乙烯纤维通过均匀、平行、挺直排成连续带之后对此进行浸胶、干燥、获得单取向纤维的连续预浸带。同经纬纺织布相比，单取向预浸带避免了经纬纱线的交织，纤维不会发生多次的折压弯曲，因此不会降低纤维的原始力学性能；另外，经纬交织处容易出现空隙，影响复合材料性能，而单取向预浸带则是纤维平行排列，因此复合材料会在最大程度上继承纤维的力学性能。

在单取向预浸带的制备工艺中，上胶工序是影响预浸带纤维的最重要的工艺步骤，其主要作用是将基体树脂均匀的分布到单取向纤维之间，基体树脂作为粘结剂与单取向纤维构成复合材料。胶粘剂的成分、含量以及上胶工艺是在预浸带的制备过程中要考虑的重要问题。作为防弹材料，要求聚乙烯纤维增强复合材料具有一定的弹性变形能力，因此一般选择弹性体胶粘剂作为基体树脂。控制合适的上胶量也是单取向预浸带的制备过程中要考虑的重要问题，如果上胶量不足，纤维和纤维之间的粘结剂较少，甚至会互相接触，界面性能较差，会严重影响预浸带的力学性能；当上胶量过多时，预浸带中纤维比例减少，由于预浸带的力学性能继承的是作为增强体的聚乙烯纤维的力学性能，因此当预浸带中纤维比例减少后，预浸带的力学性能也会相应的降低。另外，在上胶时，还要考虑上胶量的均匀，即保证胶粘剂均匀的分布在纤维之间，防止出现预浸带单面上胶的问题。

目前，在制备单取向预浸带的方法中，上胶辊多为表面光滑的不锈钢辊，在上胶过程中，多根平行排列的纤维受到张力绷紧，上胶辊上的胶液会通过纤维的下层渗透进入上层，这种浸胶方式相对于从纤维上部涂胶得到的纤维，胶液涂覆均匀。然而，此种胶液涂覆方式得到的聚乙烯纤维预浸带，在靠近上胶辊的那部分预浸料的胶液相对于预浸料另一面的胶液要少。聚乙烯纤维预浸带的胶液分布不均匀会给后续做出性能均一稳定的聚乙烯纤维增强复合材料带来很大的影响。

因此，需要一种能够同时进行双面上胶、连续制备聚乙烯纤维单取向预浸带的生产线。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，提供一种能够进行双面上胶、连续制备聚乙烯纤维单取向预浸带的生产线。

为解决上述技术问题，本发明提供一种聚乙烯纤维单取向预浸带的生产线，依次包括：

用于支撑纱锭的纱架；

静电生成装置，所述静电生成装置包括与纤维摩擦使纤维带上静电的摩擦体；

静电消除装置；

上胶装置，所述上胶装置包括上胶槽、安装在上胶槽上的上胶辊，所述上胶辊外表面具有若干条凹槽；

干燥装置。

优选的，所述摩擦体的表面材质为氧化铬、氧化镁或氧化铝。

优选的，所述摩擦体为多边棱形体或圆形体。

优选的，所述凹槽相互平行并与聚乙烯纤维成大于零度的角。

优选的，所述相互平行的凹槽与聚乙烯纤维垂直。

优选的，所述凹槽包括第一组相互平行的凹槽及第二组相互平行的凹槽，所述第一组凹槽的方向与第二组凹槽的方向垂直，所述第一组凹槽的方向与聚乙烯纤维方向成角为45°。

优选的，所述上胶装置包括刮胶刀，所述刮胶刀的刮胶方向与纤维成15°～50°的角。

优选的，所述消除静电装置包括由碳纤维制成的摩擦刷。