[发明专利]一种连续碳纤维熔融浸渍热塑性聚合物预浸带制备模具

说明书

技术领域

本发明涉及塑料机械，特别是一种连续碳纤维熔融浸渍热塑性聚合物预浸带制备模具。

背景技术

连续碳纤维增强热塑性聚合物基复合材料具有高强、质轻、可回收利用等优点，该复合材料可通过制备单向的连续纤维预浸带进行不同角度的铺层制备，满足不同的力学性能需要，所以该材料具有较强的可设计性。目前连续碳纤维预浸带多为热固性聚合物基体，无法回收，对环境不友好。与之相比，热塑性聚合物基体可以做到全部回收利用，但是碳纤维增强热塑性树脂基预浸带的生产具有如下难点：首先，热塑性基体需要更高的温度将聚合物熔融，才能与碳纤维进行良好的浸润；其次，热塑性塑料基体比热固性塑料基体具有更大的粘度，增加了树脂与碳纤维的浸润难度。现有浸渍设备能较好的解决以上问题，但是能存在如下问题：（1）现有模具中的张力辊多为固定辊，碳纤维在生产时容易因磨损而断裂，影响生产的连续性与预浸带的质量；（2）预浸带的厚度调整多为普通螺纹螺母配合，调整间隔较大，只能进行粗调；（3）进熔体口多采用在模具上直接钻孔，并且下料口也为小孔，加工难度较大且料流在展开的碳纤维带上分布不均匀，从而导致预浸带中树脂分布不均。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种连续碳纤维熔融浸渍热塑性聚合物预浸带制备模具，有效的解决了以上背景技术中的技术问题，实现了对预浸带厚度的精密控制，保证熔体的连续均匀进料，简化了加工难度，可以改变张力辊对碳纤维的压力，减少纤维的磨损，并且对辊可对碳纤维上下两侧都提供压力，进一步改善浸润效果。

本发明包括上模和下模，上模上端设有上模底板，下模下端设有下模底板，上模和下模之间的间隔构成熔体池，所述上模和下模相对面为相互配合的曲面，所述上模和下模内分别前后间隔转动设有三个动力对辊，所述上模的动力对辊和下模的动力对辊一一上下对应，所述动力对辊的外圆面部分伸入到熔体池内，上模内设有转动置于两相邻动力对辊之间的张力辊，所述张力辊外圆面部分置于熔体池内，所述动力对辊经动力装置驱动，上模内的动力对辊两端转动固定在微调机构上，所述上模底板下端设有多个置于上模内的加热板，所述下模底板上端设有多个置于下模内的加热板，位于前端的动力对辊的后侧的上模下设有进熔体管，所述进熔体管由截面呈弧形的左瓣管和右瓣管相互对接经管箍和螺钉紧固构成，所述左瓣管的其中一个对接面和与之相对接的右瓣管的对接面上分别设有相互配合的缺口，所述缺口沿着进熔体管径向两端开放且轴向两端封闭，所述管箍置于缺口的两端的进熔体管上，所述进熔体管的其中一端经堵头封端，所述进熔体管的另一端为熔体进口，所述缺口置于下端且连通熔体池；

所述微调结构包括上模（1）上的动力对辊（6）上转动套装的置于左右侧板外的微调环（16），所述微调环（16）上端固定有竖向的微调螺栓（17），所述微调螺栓（17）的上端开有内螺纹孔（18），上模底板（3）上旋拧有调节螺栓（19），所述调节螺栓（19）包括旋向相同的上部的第一外螺纹（20）和下部的第二外螺纹（21），所述第一外螺纹（20）旋拧在上模底板（3）上，所述第二外螺纹（21）旋拧在内螺纹孔（18）内，所述第二外螺纹（21）的螺距小于第一外螺纹（20）；

所述上模（1）和下模（2）的左右侧分别设有左侧板（10）和右侧板（11），所述张力辊（7）两端转动连接有支板（23），所述左侧板（10）和右侧板（11）分别设有竖向呈条形的支板连接孔，所述支板（23）经螺栓和螺母固定在支板连接孔上，通过调整张力辊的高度来改变张力辊与纤维带的张力角。

本发明的有益效果是：1.采用微动螺旋机构可以对辊轮间隙进行微调整，实现对预浸带厚度的精密控制；

2.采用瓣合狭缝式独立熔体进料管，保证熔体的连续均匀进料，并且简化了模具的加工难度；

3.采用张力辊和外动力驱动对辊相间分布设计，张力辊采用椭圆形安装孔固定，张力辊的高度可调整，以此可改变辊对碳纤维的压力，并且采用带外动力的对辊和可旋转压力辊变滑动摩擦为滚动摩擦，减少纤维的磨损，并且对辊可对碳纤维上下两侧都提供压力，进一步改善浸润效果。

附图说明

图1为本发明的主视剖视图。

图2为本发明动力对辊的安装示意图。

图3为本发明的进熔体管的安装示意图。

图4为本发明的张力辊的安装示意图。

图5为本发明进熔体管的结构图。

图6为本发明上模中的动力对辊安装微调机构的示意图。

图7为本发明微调结构的主视图。