[发明专利]一种制备连续碳纤维增强PEEK热塑性预浸带的设备及方法

摘要

本发明公开了一种制备连续碳纤维增强PEEK热塑性预浸带的方法，所用的设备采用S形设置的4个交错热辊和红外烘道，将所使用的PEEK树脂粒料或粉料与连续碳纤维纱两侧初步浸渍后共同进入前高温加热辊中进行加热和挤压浸渍，随后预浸带进入4个交错热辊进行s型推进，在推进过程中实现四次浸润，预浸带两侧的树脂熔体与碳纤维充分浸渍，避免预浸带两侧出现富树脂层；浸渍后的预浸带经过导向辊后推进方向与红外烘道水平，在红外烘道中缓慢冷却以消除残余应力，使得碳纤维两侧的树脂熔体可以进行多次挤压浸渍过程，极大的提高了浸渍效果，减少了预浸带的孔隙率。预浸带缓慢通过红外烘道，实现了缓慢降温，大程度释放了s型推进过程中产生的残余应力。

主权项

1.一种制备连续碳纤维增强PEEK热塑性预浸带的方法，其特征在于，采用制备连续碳纤维增强PEEK热塑性预浸带的设备进行制备，所述的设备包括碳纤维放卷设备，碳纤维放卷设备后方设有挤出机，挤出机上设有挤出模头，挤出模头间隙为0.8mm，宽度为250‑350mm；挤出机后方设有相对设置的两组高温加热辊，高温加热辊间隙为0.8mm，高温加热辊侧方设有隔离膜放卷设备，高温加热辊后方设有S形设置的4个交错热辊，交错热辊轴心水平位移为20mm；交错热辊后方设有导向辊，导向辊后方设有红外烘道，红外烘道后方依次设有相对设置的一组低温辊，张力控制辊、导向辊、张力控制辊和预浸带收卷设备，低温辊间隙为0.8mm；导向辊侧方设有隔离膜收卷设备；具体制备过程包括：首先将连续纤维纱从纱架上引出并展开，放置于碳纤维放卷设备上，采用红外烘道对连续碳纤维进行预热，使其缓慢升温，在牵引力的作用下将连续碳纤维纱牵引至挤出机模头处；将所使用的PEEK树脂粒料或粉料加入挤出机，在挤出模头中挤出树脂熔体并与连续碳纤维纱两侧初步浸渍；隔离膜从隔离膜放卷设备上被牵引出，经红外烘道预热并牵引至高温加热辊处，随后包裹在连续碳纤维纱和树脂熔体两侧，共同进入前高温加热辊中进行加热和挤压浸渍，此时PEEK树脂处于熔融状态，在两侧高温加热辊所施加的压力下与纤维进行首次浸渍，同时另一侧与隔离膜粘结；随后预浸带进入4个交错热辊进行s型推进，在推进过程中实现四次浸润，预浸带两侧的树脂熔体与碳纤维充分浸渍，避免预浸带两侧出现富树脂层；浸渍后的预浸带经过导向辊后推进方向与红外烘道水平，在红外烘道中缓慢冷却以消除残余应力，在低温辊处进行冷却和定形并改变牵引方向，此时树脂缓慢冷却并进行部分结晶，与碳纤维的浸渍过程结束；通过张力控制辊进行表面质量的优化；经过导向辊的作用后实现隔离膜的分离，所分离的隔离膜在隔离膜收卷设备处进行收卷以便再次使用，同时预浸带在张力控制辊的作用下进行再次表面优化，最后在预浸带收卷轴处卷绕成型得到产品。