[实用新型]连续功能化碳纤维增强热塑性树脂基预浸带的制备设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及预浸带制备设备领域技术领域，特别是涉及一种连续功能化碳纤维增强热塑性树脂基预浸带的制备设备。

背景技术

连续碳纤维增强热塑性预浸带是在功能化碳纤维表面喷洒热塑性树脂，这种连续碳纤维增强热塑性预浸带具有良好的力学性能(高拉伸强度、高弯曲强度、高冲击强度、高韧性、高抗疲劳性)、抗老化、抗腐蚀、较强的可设计性及可加工性、成型周期短、对环境友好等优异特性。正是由于连续碳纤维增强热塑性预浸带具有上述优异的特性，被越来越多的应用到轻质交通轨道，航空航天等领域。同时，随着RTM成型，热压罐成型等成型工艺的逐渐成熟，连续碳纤维增强热塑性预浸带作为复合材料的中间体也开始受到越来越多的关注。因此，近年来连续碳纤维增强热塑性预浸带在开发以及应用上得到了快速的发展，这也促使其相应制造技术不断优化。

目前连续碳纤维增强热塑性预浸带的制备设备主要针对熔融浸渍法，溶液浸渍法这二种制备工艺，针对粉末浸渍法添加热塑性树脂的制备设备较少。CN101474868A专利是采用熔融浸渍法制备连续碳纤维增强热塑性预浸带的设备。该专利设计了一种交错双挤出模头的制备设备，从纤维两侧添加熔融热塑性树脂，但是由于热塑性树脂熔融温度较高，粘度较大较难保证碳纤维得到均匀及充分的浸润，因此所制备得到的连续碳纤维增强热塑性预浸带孔隙率仍较大。CN102328443A专利是采用溶液浸渍法制备连续碳纤维增强热塑性预浸带的设备，该专利设计了含有二次浸渍槽的制备设备，虽然可以使纤维在含有熔融树脂的箱体中浸渍，但仍未能解决由于热塑树脂粘度过大带来的浸润性问题，所得到的预浸料带空隙也仍较大。同时，上述二种方法也主要针对熔体浸渍制备工艺不适用于粉体浸渍工艺。CN102950780A专利是针对粉末浸渍法添加热塑性树脂的制备设备，该专利主要设计了双向火焰喷涂头，该喷涂头包含粉末和载气通道二部分，但是火焰法较难控制温度，并且较难有效的控制上粉量以及上粉的均匀性，同时喷涂头既有粉末通道又有载气通道很容易发生堵塞等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的问题而设计的一种连续功能化碳纤维增强热塑性树脂基预浸带的制备设备，这款设备是采用粉末法浸渍的制备设备，针对所述的功能化碳纤维选用可喷洒含热塑性树脂粉体悬浊液的喷洒装置，并在喷洒装置前设置开纤装置，采用开纤装置后得到的功能化碳纤维丝束宽度比开纤前增加了1-3倍，本实用新型可以较好的克服上述现有技术中存在的问题，能有效控制预浸料带树脂含量，制备较为均一的，孔隙率低的连续功能化碳纤维增强热塑性预浸带。

本实用新型所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种连续功能化碳纤维增强热塑性树脂基预浸带的制备设备，包括纱架、导纱装置、喷洒装置、热压成型装置和收卷辊，所述纱架、导纱装置、喷洒装置、热压成型装置和收卷辊从前往后依次排列。

所述导纱装置和喷洒装置间设有开纤装置。

所述开纤装置选用空气开纤装置、超声波开纤装置、罗拉开纤装置或静电开纤装置。

所述喷洒装置为喷头，所述喷头的喷孔直径为50μm—0.8mm，所述喷头全部位于功能化纤维上方或全部位于功能化纤维下方或布置于功能化纤维的上下两侧，所述喷头距离功能化纤维的距离为20cm-60cm,所述喷头数量为3-12个，所述喷洒装置还包括粉末收集装置，所述粉末收集装置位于功能化纤维下方，所述粉末收集装置距离功能化碳纤维距离为70-90cm。

所述喷头为360°旋转喷头。

所述热压成型装置包括热压辊组和加热装置，所述热压辊组和加热装置置于箱体内，热压辊组位于箱体的后端靠近出丝口处，加热装置位于箱体的顶部和底部，设1-8个热压辊组，每个热压辊组包括功能化纤维上方和下方各一个热压辊，上下热压辊间距0.1mm-2mm。

所述加热装置为电阻丝加热装置、红外加热装置、远红外加热装置或微波加热装置。

由于采用了如上技术方案，本实用新型具有如下特点：

可制备较为均一的，孔隙率低于0.1％的连续功能化碳纤维增强热塑性预浸带。本实用新型结构简单，生产连续性好。可以有效的提高连续功能化碳纤维增强热塑性预浸带的制备效益。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

其中，1.纱架，2.导纱装置，3.开纤装置，4.喷洒装置，5.喷头，6.粉末收集装置，7.热压成型装置，8.热压辊组，9.加热装置，10.收卷辊。

具体实施方式