[发明专利]一种宽幅热塑性预浸料制备方法及其制备用热压辊

说明书

本发明公开了一种宽幅热塑性预浸料制备方法及其制备用热压辊，包括热压辊本体和套装在其上的空心转轴，热压辊本体内表面设置有热压辊加热层，空心转轴两端设置有用于固定连接热压辊本体和热压辊加热层的端部挡板，通过两个端部挡板形成内部封闭空间，端部挡板上设置有真空口，空心转轴和热压辊加热层之间设置有加强板，加强板上均匀设置有多个圆形减重孔。本发明制备方法结合熔融法和薄膜法预浸料制备方法的优点，连续化强，方法可实现性强，能耗利用率高，纤维损伤小、制备方法易于工业化、预浸料质量优良，采用特制热压辊，保证宽幅预浸制备过程中热压辊的结构稳定性，不影响预浸料质量。

【技术领域】

本发明属于热塑性复合材料预浸料制备技术领域，具体涉及一种在高温条件下工作的宽幅热塑性预浸料的制备方法及其制备用热压辊。

【背景技术】

热塑性复合材料预浸料的制备技术主要有溶剂法、粉末法、薄膜法及熔融浸渍法等，其中熔融浸渍法被认为是最可能实现工业化的生产方法。现有的融熔法预浸料制备方法中，由于纤维与树脂溶体存在径向的剪切，浸渍效果不理想，容易导致纤维损伤，而且在300-400℃的高温区内，热压辊容易变形，虽然保证了预浸料的质量，但是薄膜需要预先制备，方法复杂，且热压辊变形问题未解决。热压辊装置由于本身没有特殊处理，随着使用时间的延长，限制于热压辊自身的重量及300-400℃温度区间内热压辊抗弯曲变形能力下降，导致无法生产宽幅度的预浸料。具体表现为在高温条件下，热压辊刚度降低，由于宽幅的热压辊容易产生挠曲变形，使得热压辊与预浸料接触线上的压力梯度变大，进而导致预浸料浸渍效果不理想、薄厚分布不均等问题，因此目前市面上只有0.1-30cm的小幅宽的预浸料。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种宽幅热塑性预浸料制备方法及其制备用热压辊，解决了现有制备方法复杂，常规熔融浸渍法对纤维损伤大，热压辊使用温度低，在高温条件下挠曲变形较大的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种宽幅热塑性预浸料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在砂架上预装的纤维布，纤维布依次通过淋洗喷头和干燥器进入预紧辊，对纤维布进行固定和预紧；

S2：挤出模头挤出的树脂在胶膜制备辊和热压辊之间进行二次分配压延，得到预定厚度和宽度的树脂薄膜；

S3：将步骤S2中制备的树脂薄膜粘附在热压辊表面，进入浸渍阶段与步骤S1预紧辊上的纤维布浸渍，浸渍结束后依次通过装有去离子水的冷却定位辊冷却、裁边机进行裁边，最后通过收卷机收卷制得要求的预浸料。

进一步的，所述步骤S2中，胶膜制备辊和热压辊之间间隙为0.025-0.075mm，热压辊的转轴上设置有用于检测预浸料浸渍效果的压力传感装置，所述压力传感装置的压力范围为0.1-50MPa。

进一步的，所述步骤S3中，所述胶膜制备辊近预浸料端的运动方向与预浸料运动方向相反，所述热压辊近预浸料端的运动方向与预浸料运动方向相同。

进一步的，所述砂架、预紧辊、胶膜制备辊、热压辊、冷却定位辊和收卷装置的转动线速度相同，线速度为0.1-3m/s。

进一步的，所述纤维布包括玻纤布、碳纤维布和芳纶纤维布，包括单向、平纹和斜纹面料，所述干燥器采用热空气、氮气或红外进行干燥；所述淋洗喷头可喷洒水、乙醇、丙酮或丁酮；所述挤出模头挤出的树脂为聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚砜或热塑性聚酰亚胺。

一种制备所述宽幅热塑性预浸料用热压辊，包括热压辊本体和空心转轴，所述热压辊本体套装在空心转轴上，所述热压辊本体内表面设置有热压辊加热层，所述空心转轴两端设置有用于固定连接所述热压辊本体和热压辊加热层的端部挡板，通过两个端部挡板形成内部封闭空间，所述端部挡板上设置有真空口，空心转轴和热压辊加热层之间设置有加强板，加强板上均匀设置有多个圆形减重孔，热压辊本体和热压辊加热层的轴向长度为1～2m。