[发明专利]一种用于制备短切纤维预混料的浸渍装置及其方法

说明书

本发明公开了一种用于制备短切纤维预混料的浸渍装置，所述浸渍装置包括：制备系统，其包括储料桶以及与储料桶管路连接的注胶桶，储料桶与注胶桶内储存有第一物料，其中，注胶桶与控制系统连接，以定量控制注胶桶内的第一物料的注胶量；金属平台，其内铺设有第二物料，金属平台底部设有出胶口以及进胶口，其中，第一物料通过进胶口注入金属平台内与第二物料混合后形成短切纤维预混料，其由出胶口流出，流出的短切纤维预混料通过管路流入与金属平台管路连接的集液桶内；密封薄膜以及控制系统。此外，本发明还公开了一种用于制备短切纤维预混料的浸渍方法。该浸渍装置及方法提高了所获得的短切纤维预混料的浸渍效果，缩短混合时间，提高工作效率。

技术领域

本发明涉及一种预混料的预处理装置及其方法，尤其涉及一种预混料的浸渍装置及其方法，尤其特别涉及一种用于制备短切纤维预混料的浸渍装置及其方法。

背景技术

由于复合材料具有许多单一材料所不具备的性能，因此使其在许多领域得到了广泛应用。通常来讲，聚合物基复合材料的制备工艺有一步法和两步法之分，其中，两步法是预先对纤维树脂进行混合浸渍加工，使之形成半成品，再由半成品成型出复合材料制品。采用短切纤维和树脂混合，形成的半成品即复合材料预混料。目前短切纤维预混料均是通过先将纤维短切然后和树脂搅拌均匀再通过热处理的方式制得，这种方法制备的预混料由于大量使用人工操作，存在质量不稳定，生产效率低，生产环境差，对人体有害等缺点。

通过对现有专利文献的检索发现：

例如，公开号为CN110576626A，公开日为2019年12月17日，名称为“一种复合材料预混料的制备方法”的中国专利文献公开了一种复合材料预混料的制备方法。但是需要指出的是，该专利文献所公开的技术方案中并未涉及对纤维和树脂浸渍过程的工艺以及设备的改进。

又例如，公开号为CN110576624A，公开日为2019年12月17日，名称为“一种短切纤维预混料的制备方法”的中国专利文献公开了一种短切纤维预混料的制备方法。在该专利文献所公开的技术方案中，其主要包括：将纤维和导流网均匀铺放在平面上；通过真空源将密封袋抽至真空状态；通过加压注胶设备将定量胶液注入密封袋内与纤维混合；将混合后的混合物经过热处理以及短切制备成短纤维预混料。该发明采用真空导流的方式将纤维和树脂混合，保证纤维和树脂的混合均匀，杜绝纤维未浸润完全的情况；采用加压灌注的方式注入树脂，能大幅减少注胶时间；采用在密封袋外部通过压缩空气加压的方式，可调节密封袋内压力，控制预混料含胶量；采用热处理的方法可以去除预混料中不必要的挥发物成分，进而提高其制成复合材料的内部质量。但是需要指出的是，该专利文献所公开的技术方案中并未涉及对纤维和树脂浸渍过程的工艺以及设备的改进。

由此可以看出，目前市场上缺乏满足对于短切纤维预混料浸渍工艺的设备。其难度在于：其一、现有设备没有加压注胶导入装置，因而，注胶速度不足；其二，现有的设备通常采用刚性密闭空间或模具，这会导致纤维没有填充的部分都是树脂的聚集，造成富树脂，同时树脂含量控制不准确。

此外，上述对比文件中，虽然有设备原理图，但具体的实施过程中却存在一定问题，比如，单纯的采用硅胶膜在真空吸附下能自然形成真空密封，但是在生产过程中碳纤维会粘附在硅胶膜表面，使用几次后密封效果不佳，，硅胶皮容易翘曲，且很容易漏气，本发明采用气缸和框式装置加压，密封效果好，且操作简单，长期使用无漏气风险。

再者，上述对比文件未涉及如何实现胶液的定量称量，其存在每次都需要单独配胶的问题，因而，整体制备工艺费时费力。

基于此，期望获得一种用于制备短切纤维预混料的浸渍装置及方法，该浸渍装置和方法可以实现将大量的胶液和溶剂加入储胶罐内，一次性搅拌均匀，一次性大量配置胶液，通过计量泵和注胶罐底部电子称实现快速的胶液定量称量，以提高所获得的短切纤维预混料的浸渍效果，缩短混合时间，提高工作效率。并且，该浸渍装置及方法可以采用气缸实现盖体的升降和锁紧、密封，操作简单、有效。

发明内容