[发明专利]一种纤维束分束装置、分束方法及SMC制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维分束装置，包括支架、支撑座、展纱轴、分束轴，展纱轴和分束轴的两端设置在支撑座上，两轴相对平行设置；所述支撑座设置在支架上，所述分束轴表面环圆周方向等距设置有第一齿形凸起，相邻第一齿形凸起之间形成第一凹槽。还公开一种分散方法，将纱架上引出的纤维束呈“8”字型缠绕于展纱轴和分束轴上，实现纤维的展纱和分束。另一方面还提供了应用该分束装置及分束方法的SMC制备工艺。将该分束装置和分束方法应用于SMC制备工艺中，很大程度提高了SMC的纤维分布均匀性，以及保证了树脂对纤维的浸润，提高了产品表观质量及力学性能。

技术领域

本发明涉及SMC（片状模塑料）的制造方法，具体涉及一种纤维束分束装置、分束方法及SMC制备方法。

背景技术

SMC（片状模塑料）是复合材料中间材料的一种，通过对碳纤维、玻纤等纤维短切加工后，浸渍树脂，两侧覆盖聚乙烯塑料膜制成的片状模压料。SMC使用方便，通过模压工艺、热压罐工艺等成型工艺，在高温下固化，能够用来压制不同规格大小形状的产品。在SMC的制造过程中，碳纤维的分散均匀性对后期产品的外观和结构性能至关重要。

目前碳纤维或玻璃纤维以束状提供，并且纤维生产过程中，为了集束和保持丝束表面的光滑，会在丝束上涂覆有上浆剂。当生产SMC片状模塑料，将长丝束斩切为短切纤维后，纤维落在承载膜上依然呈短纤维束状态，因此，导致SMC材料碳纤维分布不均，尤其采用大丝束（36K、50K等），碳纤维分散不均会更加明显。这种碳纤维的分散不均匀，在后期制作产品时，会产生以下问题：

SMC产品外观瑕疵，SMC材料在灯光下局部透光的问题；、

树脂浸润性不足，纤维束内部存在干纱，这种情况尤其在做高面密度及高纤维含量SMC产品时，纤维表面存在干纱现象越发严重，导致后续产品良率降低；

力学性能不稳定，碳纤维的不均匀性导致产品力学性能离散性较大，超过了10%。

CN115461204A公开了一种SMC的制造方法，包含：（1）通过旋转切割器切断单纤维数NK的连续碳纤维束而成为短纤维束的工序；（2）使用具备转动体的碎片化处理装置对所述短切碳纤维束进行碎片化处理的工序；（3）使该碎片处理的短切碳纤维束堆叠于在所述旋转切割器下方行进的载膜上而形成碳纤维层的工序；（4）利用热固性树脂组合物浸渍所述碳纤维堆层的工序；N为20以上，所述碎片化处理装置具备第一针辊和第二针辊，该第一针棍和第二针辊分别具备与旋转切割器的转动轴方向平行的转动轴。该发明中通过碎片处理装置对短切碳纤维束进行分束，从而改良SMC的均匀性。

该方法将切割后的短纤维束通过针辊进行梳理分束，能够一定程度的对碳纤维束进行分散。但是实际上，由于碳纤维模量高，纤维无弹性，该方法梳理效果差，大丝束含量高，并且会造成纤维起毛，影响使用性能。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题在于提供一种纤维束分束装置和SMC制备方法。

首先，为解决上述技术问题，本发明提供一种纤维束分束装置，包括支撑架、支撑座、展纱轴、分束轴；所述展纱轴和分束轴相对平行的设置，展纱轴和分束轴的两端设置在支撑座上；所述支撑座设置于支撑架上；所述分束轴上环圆周方向等距设置有若干第一齿形凸起，相邻第一齿形凸起之间形成第一凹槽。

进一步的，所述相邻的第一齿形凸起间距为0.5-2.5㎜。

进一步的，所述第一凹槽的宽度为0.5-3mm,深度为0.2-3mm。

进一步的，所述第一齿形凸起的底部和顶部采用R角过渡。

进一步的，所述展纱轴为表面镀铬的光轴，主要起到对纤维展纱及纤维束导向的作用。

在另一个实施例中，所述第一凹槽中，增设有第二齿形凸起，使得第一凹槽中，变化出2个小的第二凹槽。