[发明专利]一种碳纤维增强热塑性复合材料的生产方法及生产装置在审

专利信息
申请号: 201610092434.8 申请日: 2016-02-19
公开(公告)号: CN107097436A 公开(公告)日: 2017-08-29
发明(设计)人: 陈华珊 申请(专利权)人: 上海杉华复合材料科技有限公司
主分类号: B29C70/50 分类号: B29C70/50;B29C70/52
代理公司: 上海宏京知识产权代理事务所(普通合伙)31297 代理人: 赵朋晓
地址: 200237 上海市闵*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 碳纤维 增强 塑性 复合材料 生产 方法 装置
【权利要求书】:

1.一种碳纤维增强热塑性复合材料的生产方法,其特征在于,其包括以下步骤:

S1、碳纤维丝从碳纤维丝架上出丝,并通过调节碳纤维丝架,控制碳纤维卷筒出纱的阻力,使碳纤维丝从碳纤维丝架上出来后具有一定的预张力;

S2、将具有一定预张力的碳纤维丝通过分丝系统使之分散均匀,并整齐排列成厚度均匀的碳纤维带;

S3、将碳纤维带通过预热辊,蒸发掉碳纤维带的纤维中所吸收的水分,同时把碳纤维带加热到一定的温度;

S4、将TPU塑料颗粒加入挤出注塑机,在挤出注塑机和浸渍辊的双重作用下,熔融的TPU树脂经挤出注塑机挤入经预热辊预热后的碳纤维丝带,获得初步的预浸带;

S5、预浸带通过冷却和上光辊,使弯曲的预浸带拉直;

S6、被拉直的预浸带进入预浸料的回收系统,获得完整的热塑型碳纤维增强TPU塑料片。

2. 一种如权利要求1所述的碳纤维增强热塑性复合材料的生产装置,其特征在于,其包括依次相连的碳纤维丝架、分丝系统、分散预热系统、熔融树脂纤维浸润系统、牵引系统,和设于所述熔融树脂纤维浸润系统一侧的树脂供料系统;所述分丝系统包括碳纤维分丝缠绕机和与之依次相连的多个错位分布的分丝圆辊;所述分散预热系统包括预热辊,碳纤维束在一定的包覆角度下包裹于预热辊外;所述熔融树脂纤维浸润系统包括先后设置的喷口辊、浸渍辊和压辊,所述喷口辊在平行于其辊轴方向上开有口模,碳纤维束分散于口模下方,所述浸渍辊由多个辊组成,所述多个浸渍辊交错分布于碳纤维束的两侧,所述浸渍辊的中间设有加热装置,所述压辊与后端的一个浸渍辊相互啮合设置;所述树脂供料系统一端设有塑料出口,所述塑料出口与喷口辊的口模连通设置。

3. 根据权利要求2所述的一种碳纤维增强热塑性复合材料的生产装置,其特征在于:所述碳纤维纱架包括纱筒、纱架轴和设于纱架轴上的导丝架,所述纱筒设于纱架轴外,所述纱架轴的两端设有橡胶垫片和固定螺母,所述导丝架上设有导丝孔,所述导丝孔为油尼龙片导丝孔。

4. 根据权利要求3所述的一种碳纤维增强热塑性复合材料的生产装置,其特征在于:所述纱筒的直径为40mm,长度为100~400mm。

5. 根据权利要求3所述的一种碳纤维增强热塑性复合材料的生产装置,其特征在于:所述纱筒与纱架轴之间设有轴承。

6. 根据权利要求2所述的一种碳纤维增强热塑性复合材料的生产装置,其特征在于:所述分散预热系统内还设有用于调节预热辊表面温度的温控装置。

7. 根据权利要求2所述的一种碳纤维增强热塑性复合材料的生产装置,其特征在于:所述树脂供料系统包括上料筒和设于上料筒下部的加热筒,所述加热筒内设有旋转螺杆,所述旋转螺杆由设于加热筒一端的马达带动旋转,所述塑料出口设于加热筒的另一端。

8. 根据权利要求2所述的一种碳纤维增强热塑性复合材料的生产装置,其特征在于:所述压辊与浸渍辊之间的啮合间隙可调。

9. 根据权利要求2所述的一种碳纤维增强热塑性复合材料的生产装置,其特征在于:所述牵引系统包括一个主动压辊和两个从动压辊,碳纤维束缠绕于主动压辊上。

10. 根据权利要求2所述的一种碳纤维增强热塑性复合材料的生产装置,其特征在于:所述牵引系统的动力来源为步进电机。

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