[发明专利]连续纤维增强塑料预浸料的制造方法及其所用的浸渍模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维增强塑料预浸料的制造工艺，尤其是一种连续纤维增强塑料预浸料的制造方法及其所用的浸渍模具。

背景技术

为了进一步改善热固性塑料及热塑性塑料的物理性能，常在塑料中加入玻璃纤维填料作为增强材料，以树脂为粘结剂而组成新型复合材料，通称为增强塑料。增强材料起骨架作用，其品种规格繁多主要为玻璃纤维，一般热固性塑料中添加连续长纤维含量为60％；热塑性塑料中纤维含量为18％，纤维长度为15～20mm。辅助剂包括调节粘度的稀释剂(用以改进玻璃纤维与树脂的粘度)、用以调节树脂-纤维界面状态的玻璃纤维表面处理剂、用以改进流动性，降低收缩，提高光泽度及耐磨性等用的填料和着色颜料等。目前纤维增强热塑性塑料常采用的增强的方法有以下几种：

(1)溶液浸渍法，即选用合适的溶剂将树脂完全溶解。该法的缺点是并非所有的树脂都有合适的溶剂。

(2)纤维混编法，即先将热塑性树脂加工成纤维，再与增强纤维混编成各种形状。但是，该方法所制成的制品加工其它产品目前所供应的品种有限，使其使用受到限制。

(3)熔融浸渍法，通过纤维或织物浸渍在熔融的树脂中制备预浸料，黏度过高的树脂以及表面活性低的纤维(如无机纤维)，将导致浸渍不均匀，纤维增强塑料强度低的问题。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种连续纤维增强塑料预浸料的制造方法，该方法能使纤维纱束浸渍均匀，以增强纤维增强塑料的强度，且该方法制得的预浸料能用于生产各种纤维增强塑料制品。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种连续纤维增强塑料预浸料的制造方法，包括如下步骤：

a.在浸渍模具内加入热塑性塑料、稀释剂及接枝剂，并加热使其熔化；

b.纤维纱束经导纱装置进入浸渍模具内，并通过展开装置使纤维纱束在浸渍模具内展开，纤维纱束充分浸渍后，通过浸渍模具出口端的成型模具成型后出来；

c.从浸渍模具出来的纤维丝预浸料，冷却固化或进入产品成型系统。

为了使纤维纱束充分浸渍，本发明先通过浸渍模具内的展开装置使纤维纱束展开，使纤维纱束中的每根纱丝露出与塑料充分接触，同时在加热和稀释剂、接枝剂的共同作用下，纤维纱丝在塑料中充分浸渍。纤维纱束浸渍完成后，通过浸渍模具末端的成型模具成型后出来。通过改变成型模具上出料口的形状就能得到不同型号的预浸料，比如，出料口的形状为扁形就能得到片状预浸料，出料口的形状为圆形就能得到棒状预浸料。然后，再用所得到的预浸料生产各种纤维增强塑料产品，或者，从浸渍模具出来的预浸料直接进入成型系统，生产纤维增强塑料制品。

为了使浸渍模具内的塑料始终将纤维纱束淹没，通过挤塑机将热塑性塑料、稀释剂及接枝剂纤维表面处理剂补充入浸渍模具内。

本发明所用的纤维是无机纤维，优选为玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维；所用的稀释剂优选自聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和固体石蜡中的一种或两种以上；所用的接枝剂优选自马来酸酐、硅烷、钛酸酯和接枝聚丙烯的一种或两种以上。

本发明目的之一在于提供一种用于连续纤维增强塑料预浸料的制造方法的浸渍模具，由底加热板、上加热板、第一侧加热板、第二侧加热板、导纱板及出口模具构成的长方体形外腔体，所述导纱板和出口模具上分别设有导纱口和出料口；在所述外腔体内装有分纱盒，该分纱盒内沿长度方向排列有相互平行的分纱辊；在靠近所述导纱板的外腔体上设有空心供胶棒，该供胶棒的一头伸出外腔体设置接头。

本发明通过底加热板、上加热板、第一侧加热板和第二侧加热板四面同时加热，使浸渍模具内各处塑料的温度一致，有利于纤维均匀浸渍塑料。并且，通过由分纱盒和分纱辊组成的展开装置使进入的纤维纱束展开，使纤维充分浸渍塑料，通过调节相邻两分纱辊之间的间距即可调节张力的大小。

作为本发明的优选实施例，相邻两分纱辊之间的间距从所述导纱板至所述出口模具逐渐增大。分纱辊采用“前密后疏”的排列方式更有利于纤维纱束展开，减小阻力。

作为本发明的另一优选实施例，同一平面上的所述分纱辊为一组，在所述分纱盒内设置有2～8组分纱辊，以满足生产粗预浸料的需要。

作为本发明的另一优选实施例，所述供胶棒与所述分纱辊平行，在该供胶棒上设有两个长条形出料孔，该出料孔与供胶棒的轴心线平行，并与供胶棒的内腔连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：