[发明专利]热塑性基体复合材料棒材的制备系统、制备方法及棒材

说明书

本发明公开了一种热塑性基体复合材料棒材的制备系统、制备方法及棒材，制备系统，包括依次设置的预浸带放置架、预热模具、集束模具、定径模具、冷却模具和牵引收卷装置，预热模具、集束模具、定径模具、冷却模具均内设通道，各个模具的通道依次连通；所述预浸带放置架上安装有若干个辊筒；预热模具，外设加热套；冷却模具，外设冷却装置。

技术领域

本发明涉及热塑性纤维复合材料技术领域，特别涉及一种热塑性基体复合材料棒材的制备系统、制备方法及棒材，制备得到的棒材具有耐冲击、耐摩擦、高拉伸强度和弹性模量等综合力学性能，可适用于各种力学结构件的制备。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

目前，热塑性复合材料具有越来越广泛的应用，随着高性能热塑性树脂和高性能纤维及其界面处理技术的不断发展，各种连续纤维增强的热塑性树脂基体的复合材料不断研发生产。其中，拉挤成型工艺主要针对于热固性树脂基体与连续纤维成型复合材料应用，其制备的主要是棒状连续杆材。但是热固性树脂基体在经过热交联固化成型之后，树脂与纤维形成不熔不溶的三维交联网络结构，其力学性能虽然优异，但是不可反复加热成型，而且树脂基体的力学脆性较高、韧性较差，与高性能纤维增强形成复合材料之后的可回收性能较差。

随着热塑性树脂与高性能纤维复合材料的出现，各种复合成型技术均开始不断研发，其中包括熔融注射、热熔注塑、叠层模压等诸多工艺，为了将连续单向纤维与热塑性树脂基体进行热熔复合，将连续拉挤成型工艺应用到棒状材料的复合材料制备中，但是热塑性树脂的热熔工艺控制稳定性、最终热塑性树脂基复合材料棒材的直径均一性以及界面结合强度难以达到要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种热塑性基体复合材料棒材的制备系统、制备方法及棒材。

为实现上述发明目的，本发明的一个或多个实施例公开了以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种热塑性基体复合材料棒材的制备系统，包括依次设置的预浸带放置架、预热模具、集束模具、定径模具、冷却模具和牵引收卷装置，预热模具、集束模具、定径模具、冷却模具均内设通道，各个模具的通道依次连通；

所述预浸带放置架上安装有若干个辊筒；

预热模具，外设加热套；

冷却模具，外设冷却装置。

第二方面，本发明提供了一种热塑性基体复合材料棒材的制备方法，包括如下步骤：

来自多个辊筒的多个热塑性预浸带汇集到预热模具中，进行加热，被加热软化的预浸带通过集束模具集束后，进入定径模具中，在定径模具的挤压下，形成致密的棒材，定径后的棒材经冷却后，成型。

第三方面，本发明提供了上述制备方法制备得到的热塑性基体复合材料棒材。

与现有技术相比，本发明的以上一个或多个技术方案取得了以下有益效果：

本发明提供的一种热塑性树脂基复合材料棒材制备的装备及配套制备工艺方法，以解决目前热塑性树脂基复合材料棒材制备过程中存在的诸多稳定性问题，采用热塑性预浸带原料为复合材料棒材的基础成型原料，配置预热、梯度热熔、定径和冷却等多种工序，可制备连续化纤维增强热塑性树脂复合材料棒材，所制备的纤维复合材料棒材具备连续长度，并且可适用于不同热塑性树脂基体的热熔复合加工，所制备的热塑性树脂基体复合材料棒材的主体原料为热塑性预浸带，棒材界面结构稳定、连续长度均匀，整体综合力学特性稳定，使用寿命较长。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。