[发明专利]热塑性复合材料拉挤成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种拉挤成型工艺，特别是涉及一种热塑性复合材料拉挤成型工艺。

背景技术

拉挤工艺是一种能够自动化连续生产复合材料的典型制造工艺，其具有生产效率高，制品用途广等特点，是复合材料业中应用最广泛的工艺之一。目前产业界的拉挤工艺主要是指热固性拉挤工艺，相较与热固性拉挤工艺生产的热固性复合材料，热塑性复合材料具有较强的柔韧性和抗冲击性能、损伤容限高、可补塑、可焊接、生物相容性好、可回收、成型时无需固化反应、成型速度快及可以重复利用等特点，受到了工业界越来越多的关注。然而，由于热塑性树脂具有熔体黏度高、成型温度高等问题，迄今仍未获得普遍的商业应用。为了使热塑性复合材料的拉挤成型工艺获得更广泛的应用，最重要的任务是开发合适的加工工艺和设备、降低成本和提高质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热塑性复合材料拉挤成型工艺，针对目前存在的问题，设计了专门的热塑性拉挤模头，使进入模头的纤维丝束（如碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维等）能在模头里和热塑性树脂充分浸渍熔融，从模头出来后就实现固化成型。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种热塑性复合材料拉挤成型工艺，其特征在于，所述热塑性复合材料拉挤成型工艺采用纤维纱架、模头、水槽、牵引装置、切割器、加料漏斗、加料管，纤维纱架位于模头的侧面，水槽位于模头和牵引装置之间，切割器位于牵引装置后方，模头上设有进料区、加热区、冷却区，加料漏斗通过加料管与进料区相连，纤维纱架将纤维送入模头中加工后在牵引装置的作用下拉出材料，穿过水槽进一步冷却后由切割器切割成型。

优选地，所述模头具有两个入口和一个出口，其中一个入口是纤维长丝的进入口，另外一个入口是热塑性树脂的进料口，出口是熔融浸渍后的拉挤型材出口。

优选地，所述热塑性复合材料拉挤成型工艺还包括纤维锭子、导辊，纤维锭子位于导辊下方。

优选地，所述牵引装置由牵引机和夹辊组成，夹辊位于牵引机上方并与之相连。

优选地，所述热塑性复合材料拉挤成型工艺还包括石棉，石棉包裹在模头外面。

本发明的积极进步效果在于：本发明热塑性复合材料拉挤成型工艺解决了热塑性树脂熔融温度高，成型困难等难题，生产出来的产品性能稳定优异，生产效率高。

附图说明

图1为本发明热塑性复合材料拉挤成型工艺的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明热塑性复合材料拉挤成型工艺采用纤维纱架1、模头2、水槽4、牵引装置5、切割器6、加料漏斗10、加料管11，纤维纱架1位于模头2的侧面，水槽4位于模头2和牵引装置5之间，切割器6位于牵引装置5后方，模头2上设有进料区7、加热区8、冷却区9，加料漏斗10通过加料管11与进料区7相连，纤维纱架将纤维送入模头中加工后在牵引装置的作用下拉出材料，穿过水槽进一步冷却后由切割器切割成型。

如图1所示，本发明热塑性复合材料拉挤成型工艺还包括纤维锭子12、导辊13，纤维锭子位于导辊下方，导辊位于模头2的侧面。纤维锭子12通过导辊13进入模头。

如图1所示，牵引装置5由牵引机14和夹辊15组成，夹辊15位于牵引机14上方并与之相连，纤维丝束3穿过夹辊15。

如图1所示，本发明复合材料拉挤成型装置还包括石棉16，石棉16包裹在模头2外面。

纤维经导辊送入进料区，同时树脂等基体材料通过加料漏斗从加料管进入进料区与纤维混合后在加热区熔融浸渍，然后经冷却区冷却成型后由牵引装置牵引，穿过水槽降温，最后由切割器切割成成品。

其中模头的设计是关键，整个模头分为三个区域，进料区、加热区和独立冷却区，针对不同的树脂和纤维，加热模具的温度分布也会有所不同。模具长度根据成型过程中牵引速度和树脂熔融速度决定，以保证制品拉出时达到硬化程度。

整个模头包覆了石棉等保温材料以保证温度的均匀性和稳定性。本模头具有两个入口和一个出口，其中一个入口是纤维长丝的进入口，另外一个入口是热塑性树脂的进料口，出口是浸渍熔融后的拉挤型材出口。

热塑性树脂可以在模头中充分熔融浸渍，型材的形状根据出口形状可以自由设定。纤维丝束穿过模头里面的孔洞，通过水槽与牵引装置，然后由牵引装置直接拉着纤维丝束往前走，纤维丝束在行进过程中具有一定的张力，是绷紧的。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。