[其他]生产用连续纤维增强的热塑性树脂型材的方法及设备

说明书

本发明涉及生产用连续纤维增强的热塑性树脂型材的方法和涉及生产这些型材的设备。此方法包括先在具有直角接套的涂布模头中将进料玻璃粗纱进行浸渍，此种玻璃粗纱的组分纤维是在进入涂布模头之前将其排列成片形，然后为了保证使玻璃粗纱的每一根纤维都能够充分浸渍，可在通连使其成形为最后产品的模头之前，将其整个通过一个条材进料区（bar    feed    zone）。涂布模头的进料是按常规方法，用至少一台挤塑机来进料的。

众所周知，可用热塑性树脂来护套玻璃粗纱，例如美国专利第3，834，980号。根据常规的护套技术，将玻璃粗纱通过加热的模座中心，应用从上述直角护套系统出来的熔融热塑性树脂进料来进行涂布。一股玻璃粗纱是由许多根连续的初级纤维的组合构成的。

在所述的生产用连续纤维增强的型材的护套技术中，通常是将许多股玻璃粗纱用卷轴缠绕成一种纱束的形式。在这些条件下，遇到了两个无法解决的主要困难。第一点，是难以浸透到纱束的芯，也难以将热塑性树脂均匀地分布在每根初级纤维上。第二点，也是由于第一种困难引起的，即在成品的纤维之间有夹气，此种夹气是机械性能产生缺陷的根源。

根据美国专利第3，933，726号由于在浸渍模头中设置了两块实际上是互相成直角的档板，所以可以将一股单独的玻璃粗纱进行浸渍。因此，按此方式浸渍时，该玻璃粗纱就在一块档板中的一个方向散开和浸渍，然后又在第二块档板中的相反方向将其压挤。此种装置有两个缺点：第一个缺点是只能浸渍单独的玻璃粗纱;由于设置了该种档板，所以不可能浸渍片形的玻璃粗纱的每一根纤维，因为片形的玻璃粗纱不能在装满塑性材料的模头里进行大约90度的旋转而不会使纤维打成捆，第二个缺点是发生在设备中的档板的位置;全部档板都是放置在模头里，这就使玻璃粗纱在熔融的塑性材料中经受两次直接压挤，因此使从模头出来的纤维产生强大的拉力，从而导致纤维折断。因此，在这些条件下，纤维的浸渍质量是不能令人满意的，成品的挠曲性能也很差。同样，用系数ε表示的增强效率也很差，此系数ε不超过0.25。

与上述专利相同，美国专利第4，312，917号叙述了在装满熔融塑性材料的模头里，对个别玻璃粗纱所进行的涂布。除了上述缺点外，此种技术还有另一种缺点，因为从外面引入的玻璃粗纱是相互地接着进入模头，并实际上与模头轴线成直角，这样就会产生新的折断应力和使玻璃粗纱从第二块档障板起开始缠绕在一起，特别是由于冷却玻璃粗纱可使熔融树脂在其表面上突然胶凝。

本发明的方法，首先是将玻璃粗纱穿过涂布纤维的模头，它不是将玻璃粗纱以纱束的形式引入，而是把每一股粗纱打开，而使每一股粗纱的每一根纤维并排地散开。在此种情况下，粗纱就成为由一根根并排的单根连续纤维组成的片形纱或带形纱的形式。为了生产此种纤维是排成一排的并同时又是散开的玻璃粗纱，将玻璃粗纱穿过第一条材进料区的至少一档板，使玻璃粗纱中的维维散开后，再将其引入装有熔融的热塑性聚合物的涂布模头中。然后将所形成的片形纱或带形纱，用热塑性树脂浸渍，并在进入成形模头之前，将它们引入一个由档板构成的新的条材进料区，这些档板实际上与第一区的档板是互相平行的。在此系统中，经熔融的热塑性树脂浸渍的片形纱或带形纱通过至少两块互相平行的和对着放置的档板。在这些条件下，将全部用热塑性树脂浸渍的纤维压挤在第一个档板的一个表面上，使熔融状态的树脂渗入纤维之间，以便使其到达纤维的另外一面。当上述已经浸渍了树脂的纤维与对面一块档板接触时，就会产生一种相反的作用。在护套片形纱或带形纱前后采用的条材进料系统，能够使每一根纤维进行浸渍，从而使树脂在纤维上较好地均化和分布，并实际上全部除去了玻璃纤维中包藏的空气。

本技术，可以使全部玻璃粗纱中的纤维在第一条材进料区散开，并使其平行排列以形成片形纱。这些已经排列好但尚未浸渍的纤维于是就进入浸涂模头，这时的纤维实际上是每根都是互相分开的，因此就使每根纤维都能得到良好的浸渍，而不会在进入第二条材进料区之区前有任何折断的危险。