[发明专利]一种采用双面撒粉工艺制备热塑性预浸料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用双面撒粉工艺制备热塑性预浸料的方法，属于复合材料中间体的设计与制备技术领域。

背景技术

以增强纤维或织物预浸聚合物而成的预浸料是制备复合材料零、构件的中间材料，其性能直接影响到复合材料的性能和质量。自50年代树脂基复合材料问世以来的几十年，一直以热固性树脂基复合材料为主流发展方向。上世纪80年代，热塑性树脂及其复合材料引起了人们很大的兴趣，并取得了很大进展。相比于热固性复合材料，热塑性复合材料具有较强的柔韧性和抗冲击性能、良好的抗破坏能力和阻尼性能，它还具有成型加工周期短，可重复使用且性能不下降等优点。近10年来，热塑性复合材料以年均25％的速度增长，发展速度比热固性复合材料高数倍。

热塑性树脂基复合材料传统的加工方法，很难满足增强纤维和基体树脂均匀分布和基体树脂对增强纤维完全浸渍的要求，这给复合材料的树脂浸渍和成型加工造成了困难。

目前，采用粉末工艺生产连续纤维增强热塑性预浸料的研究方法很多。像静电流态化床工艺法是在流态化床上，通过静电作用使树脂粉末带电沉积和附着于碳纤维上，经加热熔融浸渍，冷却成型收卷。但是该工艺需要静电环境，使附近的空气电离，形成电离区，静电电压强度越大，空气的电离程度越厉害，使带电的空气与树脂粉末接触，粉末即可带电，从而实现静电流态化工艺。但是静电电压具有操作上的不安全因素，另外流态化床操作也不是很稳定。

本发明通过第一撒粉装置将热塑性树脂粉末均匀撒在单向织物的第一面，通过第一烘箱加热熔融，出烘箱后冷却压平，然后织物通过导辊翻面，通过第二撒粉装置在织物的第二面撒粉，同样通过第二烘箱加热熔融，再经压辊冷却压平后收卷成型。本发明能够连续生产热塑性预浸料，能够在织物的两面都均匀撒上热塑性树脂，所得产品树脂浸润性好，分布均匀，外观平整。

迄今为止，采用专门的撒粉机构，通过撒粉方法来制备双面预浸热塑性树脂的预浸料制备工艺还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、低成本的热塑性预浸料的制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种双面撒粉工艺制备热塑性预浸料的方法，具体步骤如下：

(1)预先织造单向织物作为预浸料的增强材料备用；

(2)将单向织物置于放卷装置，织物平整稳定放卷，在一定张力下通过第一撒粉装置，撒粉装置通过振动，使热塑性树脂均匀撒在单向织物的第一面。

(3)单向织物完成撒粉后，在履带和张力机构牵引下连续行进，通过第一烘箱加热装置，在一定温度下，树脂粉末熔融浸渍在织物上；

(4)完成浸渍后，单向织物经过压辊冷却压平；

(5)出压辊后，单向织物通过导辊翻面，通过第二撒粉装置，使热塑性树脂均匀撒在单向织物的第二面；

(6)完成第二面撒粉后，织物在履带和张力机构牵引下连续行进，通过第二烘箱加热装置，在一定温度下，树脂粉末熔融浸渍在织物上；

(7)完成浸渍后，织物经过压辊冷却压平形成热塑性预浸料，得到的热塑性预浸料中，树脂重量含量为35％～45％。

本发明中，所述单向织物由碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维制成；采用碳纤维制备单向织物时，采用热塑性上浆剂，面密度为200g/m²，采用的绑定纬纱是在外面涂覆热熔胶的玻璃纤维。

本发明中，步骤(2)和步骤(5)所述的热塑性树脂为尼龙树脂。

本发明中，步骤(3)和步骤(6)中所述的烘箱加热采用远红外加热。

本发明中，步骤(7)所述的热塑性预浸料中，树脂重量含量为35％～45％。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)制备方法简单，成本较低，性能稳定，可以很好的满足产品要求；

(2)设备构造简单，工艺流程合理，能连续快速生产双面涂覆热塑性树脂的浸渍料；

(3)采用远红外加热方式，具有加热温度场均匀，避免热风加热造成树脂粉末飞扬的缺点。

附图说明

图1为双面撒粉工艺制备热塑性预浸料的工艺流程示意图。

图2为本发明实施例2制备得到的热塑性预浸料的SEM图。

图3为本发明利用实施例1和实施例2得到的预浸料制备的复合材料的SEM图。