用于生產耐高溫熱塑性復合材料單向預浸帶的浸漬設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高分子復合材料制備設備技術領域，尤其涉及一種用于生產耐高溫熱塑性復合材料單向預浸帶的浸漬設備。
【背景技術】
[0002]熱塑性復合材料單向預浸帶具有良好的力學性能(高拉伸強度、高彎曲強度、高沖擊強度、高韌性、高抗疲勞性)、抗老化、抗腐蝕、較強的可設計性及可加工性、成型周期短、對環境友好等優異特性。正是由于熱塑性復合材料單向預浸帶具有上述優異的特性，被越來越多的應用到輕質交通軌道，航空航天等領域。但是由于所用樹脂基體多是PP (Polypropylene,聚丙稀)、PA (Polyamide，聚酰胺)等普通工程塑料，使得熱塑性復合材料的彈性模量較低、抗溶劑性較差、纖維與樹脂結合強度低等缺點，不能應用于性能要求較高的結構材料。同時隨著RTM(Resin Transfer Molding，樹脂傳遞模塑成型)成型，熱壓灌成型等成型工藝的逐漸成熟，熱塑性復合材料單向預浸帶作為復合材料的中間體也開始受到越來越多的關注。因此，近年來連續纖維增強熱塑性預浸帶在開發以及應用上得到了快速的發展，尤其是在耐高溫熱塑性樹脂基體的單向預浸帶。這也促使其相應制造技術不斷優化。
[0003]目前連續纖維增強熱塑性預浸帶的制備設備主要針對熔融浸漬法，溶液浸漬法這兩種與熱固性預浸料制備相似制備工藝，針對熱塑性預浸帶制備所獨有的粉末浸漬法制備熱塑性樹脂的制備設備較少。CN102950780A公開了一種粉末浸漬法添加熱塑性樹脂的制備設備，采用包含粉末和載氣通道的雙向火焰噴涂頭，熱塑性粉料熔融噴射到增強體表面，但是火焰法較難控制溫度，并且較難有效的控制上粉量以及上粉的均勻性，同時噴涂頭既有粉末通道又有載氣通道很容易發生堵塞問題。
[0004]CN103978695A公開了一種采用粉末法浸漬工藝制備連續功能化碳纖維增強熱塑性樹脂基預浸料的設備，采用開纖裝置和懸濁液的噴灑裝置實現熱塑性材料粉末法浸漬，并配有粉末收集器，該裝置噴頭噴孔容易發生堵塞，難以有效的控制上粉量及上粉量的穩定性，亦難免造成樹脂粉末的浪費。
【實用新型內容】
[0005](一 )要解決的技術問題
[0006]本實用新型要解決的問題是提供一種用于生產耐高溫熱塑性復合材料單向預浸帶的浸漬設備，以克服現有技術中難以控制上粉量及上粉量的穩定性的缺陷。
[0007]( 二)技術方案
[0008]為解決所述技術問題，本實用新型提供一種用于生產耐高溫熱塑性復合材料單向預浸帶的浸漬設備，包括放紗裝置、束紗孔盤、展紗裝置、淤漿浸漬裝置、預烘裝置、隔離膜放卷收卷裝置、熱熔浸漬裝置、定型裝置、冷卻與壓光裝置、分切裝置、張力檢測裝置及螺旋收卷裝置，所述放紗裝置、展紗裝置、淤漿浸漬裝置、預烘裝置、隔離膜放卷收卷裝置、熱熔浸漬裝置、定型裝置、冷卻與壓光裝置、分切裝置、張力檢測裝置及螺旋收卷裝置依次安裝，其中:放紗裝置:由紗架和紗筒輥組成；紗筒輥上設有阻尼裝置，與總控制系統和所述張力檢測裝置相連，紗架上設有與各紗筒輥相應的導紗孔進行限位，避免纖維絲之間的相互干涉；展紗裝置:包括有三根展紗輥；所述的三根展紗輥排列在等邊三角形的三個頂點的位置；淤漿浸漬裝置:包括浸膠槽和儲膠灌，各個纖維束在所述浸膠槽內設有獨立的導紗路徑，使纖維束浸漬均勻充分的同時避免相互干涉；預烘裝置:包括第一預烘室、第二預烘室和第三預烘室；加熱裝置置于所述第一預烘室、第二預烘室和第三預烘室中，各預烘室溫度獨立可調；熱熔浸漬裝置:包括第一熱熔浸漬高溫壓輥組和第二熱熔浸漬高溫壓輥組，采用高溫壓輥組實現纖維增強熱塑性樹脂預浸料的熔融浸漬；定型裝置:采用定寬度尺寸的高溫模具，預浸帶經過模具時為熔融狀態，經過模具后得到所需寬度厚度的連續預浸料；冷卻與壓光裝置:冷卻壓輥組中通冷卻液；分切裝置:由上、下刀軸，上、下圓刀和對刀機構組成；張力檢測裝置:通過張力檢測器與收卷速度的配合實現恒張力收卷；螺旋收卷裝置:包括絲桿副的傳動和芯軸之間的傳動兩套傳動系統，所述的絲桿副的傳動實現芯軸的往復運動，所述芯軸之間的傳動實現芯軸的回轉運動，螺旋收卷裝置還連接有收卷控制器，對螺旋收卷過程的回轉運動與往復運動進行控制，實現浸漬過程速度大小調整，控制恒速生產。
[0009]進一步，所述放紗裝置中的阻尼裝置，安裝于紗架上紗筒輥的另一側；所述阻尼裝置與放卷張力控制系統相連，通過張力檢測系統和總控制系統可實現各紗筒放紗張力的獨立調節和同時調節。
[0010]進一步，所述展紗裝置的三個展紗輥是通過中間輥的上下簡諧振動來實現展紗的，所述簡諧振動的振幅和頻率可通過控制系統的編程設定。
[0011]進一步，所述浸膠槽包括前壓紗輪、前導紗板、循環栗、后導紗板、浸膠槽體和后壓紗輪，所述前導紗板和后導紗板位于所述浸膠槽體內前后兩端，所述前壓紗輪和后壓紗輪位于所述浸膠槽體內前后兩端的所述前導紗板和后導紗板之間，所述循環栗在所述浸膠槽和儲膠灌之間并通過管道與所述浸膠槽和儲膠灌連接。
[0012]進一步，所述儲膠灌包括儲膠殼體、攪拌裝置和超聲波濃度監測裝置，所述儲膠灌位于所述浸膠槽的一側并且其高度位于所述浸膠槽內懸浮液的液面以上，所述攪拌裝置安裝在所述儲膠殼體上端，所述超聲波濃度監測裝置安裝在所述儲膠殼體內，在線監測懸浮液的濃度變化。
[0013]進一步所述預烘裝置的加熱裝置為電阻絲加熱裝置、紅外加熱裝置、遠紅外加熱裝置或微波加熱裝置，加熱的溫度為0_500°C。
[0014]進一步，所述熱熔浸漬裝置和定型裝置的高溫熱壓輥中裝有加熱裝置，所述的加熱裝置為電阻絲加熱裝置、紅外加熱裝置、遠紅外加熱裝置或微波加熱裝置，加熱的溫度為0-500。。。
[0015]進一步，所述熱熔浸漬裝置設有1-10個高溫熱壓輥組，每個高溫熱壓輥組包括纖維上方和下方各一個高溫熱壓輥，上下高溫熱壓輥間距0-3mm，上下高溫熱壓輥之間設有調整定位機構，通過光柵尺測定上下高溫熱壓輥的間距并反饋給所述調整定位機構，自動調整上下高溫熱壓輥的間距至設定值。下高溫熱壓輥與氣缸活塞桿連接。壓輥的壓力由氣缸推動活塞桿，再推動下高溫熱壓輥產生向上的壓力。
[0016]進一步，所述的熱熔浸漬裝置的上下高溫壓輥與熱塑性預浸帶之間均有耐高溫的隔離膜。
[0017]進一步，所述收卷控制器和張力控制器、總體控制器連接，通過總體控制器向收卷控制器傳輸速度控制信號，以實現設定速度的耐高溫單向預浸料恒定生產速度控制，向張力控制器傳輸張力補償控制信號，實現設定的恒定的纖維張力控制。
[0018](三)有益效果
[0019]本實用新型的用于生產耐高溫熱塑性復合材料單向預浸帶的浸漬設備，采用該預浸帶浸漬設備制備的預浸料的樹脂含量均一穩定，對熱熔效果也起到促進作用。能有效控制預浸帶樹脂含量，制備均一的，孔隙率低的耐高溫熱塑性復合材料單向預浸帶。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型一種用于生產耐高溫熱塑性復合材料單向預浸帶的浸漬設備的結構示意圖；
[0021]圖2為本實用新型一種用于生產耐高溫熱塑性復合材料