連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線、制備方法及所使用裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線，是由以下重量份的組分制成：連續(xù)纖維50～65份，熱塑性樹脂30～45份，抗氧劑0.2～0.6份，抗紫外光穩(wěn)定劑0.5～1份，接枝劑3～5份。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了一種所述連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線的制備方法及所使用的裝置。本發(fā)明專利技術(shù)通過改動調(diào)整原料配方，將生產(chǎn)的預(yù)浸帶制作成預(yù)浸線，生產(chǎn)的預(yù)浸線可以用三維編織設(shè)備，紡織成三維的編織物，達到提高層間結(jié)合性，提高產(chǎn)品的機械性能的最終目的。

Continuous fiber reinforced thermoplastic resin prepreg, method for producing the same and apparatus for use

The invention discloses a continuous fiber reinforced thermoplastic resin prepreg line is made of the following components by weight: 50 to 65 portions of continuous fiber, thermoplastic resin 30 ~ 45, 0.2 ~ 0.6 antioxidant, anti UV stabilizer 0.5 ~ 1, 3 ~ 5 grafting agent. The invention also discloses a method for preparing the continuous fiber reinforced thermoplastic resin prepreg and a device used. The invention changes by adjusting the formulation of raw materials, the production of prepregs made of prepreg prepreg production line, the line can use 3D weaving equipment, textile fabric in 3D, to improve the bonding between layers, so as to improve the mechanical properties of the products.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線、制備方法及所使用裝置
本專利技術(shù)屬于復(fù)合材料
，涉及一種連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線、制備方法及所使用裝置。
技術(shù)介紹
連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料由于連續(xù)纖維在基體內(nèi)有序排列，因此表現(xiàn)出很高的機械性能，也是近年來國內(nèi)外研究的重點之一。制作連續(xù)纖維增強熱塑性預(yù)浸帶，再由連續(xù)纖維增強熱塑性預(yù)浸帶熱壓成產(chǎn)品，是目前普遍采用的制作連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料的方法。中國專利CN129465A公開了一種連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸帶的方法，它是采用預(yù)先分散好的混纖紗，通過加熱熔融輥壓浸漬的方式制造連續(xù)纖維增強的熱塑性預(yù)浸帶。雖然該方法能很好制造浸漬完全的連續(xù)纖維增強熱塑性預(yù)浸帶，但制造成本較高。中國專利CN101474868A也公開了一種連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸帶的方法，采用淋膜法，擠出機擠出熔融的樹脂，通過淋膜模頭淋膜到展開的連續(xù)纖維上，再經(jīng)過冷輥冷壓成帶，此方法可以降低產(chǎn)品成本。無論那種方法制作成預(yù)浸帶后，再熱壓成產(chǎn)品，都存在層間結(jié)合不好的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有預(yù)浸帶存在層間結(jié)合不好以及產(chǎn)品的機械性能差的問題，本專利技術(shù)的目的是提供一種連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線，改善了產(chǎn)品的層間結(jié)合性能及產(chǎn)品的機械性能。本專利技術(shù)的另一個目的是提供一種所述連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線的制備方法。本專利技術(shù)的再一個目的是提供一種實現(xiàn)所述連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線所使用的裝置。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線，是由以下重量份的組分制成：所述連續(xù)纖維為無機纖維、有機纖維或金屬纖維中的至少一種。所述無機纖維選自玻璃纖維、碳纖維、硼纖維或玄武巖纖維等中的至少一種。所述有機纖維選自芳香族聚酰胺纖維或超高分子量聚乙烯纖維中的至少一種，所述芳香族聚酰胺纖維進一步優(yōu)選為芳綸纖維。所述金屬纖維為不銹鋼纖維。所述熱塑性樹脂選自聚烯烴、聚碳酸酯、聚酰胺、其他通用樹脂、高性能工程塑料或熱塑性聚酯中的至少一種。所述熱塑性樹脂的熔融指數(shù)為35-100/10min。所述聚烯烴選自均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、聚乙烯、熱塑性聚酯等中的至少一種。所述聚酰胺選自尼龍6、尼龍66、尼龍12、尼龍1212、尼龍612等中的至少一種。所述其他通用樹脂選自聚氯乙烯、ABS、PS、HIPS等中的至少一種。所述高性能工程塑料選自PEEK、PPS、MPPO或PEI等中的至少一種。所述熱塑性聚酯選自PET、PTT或PBT等中的至少一種。所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑中的至少一種，優(yōu)選受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑的復(fù)配，所述受阻酚類抗氧劑與所述亞磷酸酯類抗氧劑的重量比為1:2。所述受阻酚類抗氧劑為抗氧劑1010。所述亞磷酸酯類抗氧劑為抗氧劑168。所述抗紫外光穩(wěn)定劑選自水楊酸酯類抗紫外光穩(wěn)定劑、二苯甲酮類抗紫外光穩(wěn)定劑或受阻胺類光穩(wěn)定劑中的至少一種。所述水楊酸酯類抗紫外光穩(wěn)定劑為鄰羥基苯甲酸苯酯。所述二苯甲酮類抗紫外光穩(wěn)定劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV531)。所述受阻胺類光穩(wěn)定劑為聚-{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)-亞氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][2-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-氨基]-亞己基-[4-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亞氨基]}(UV944)。所述接枝劑為馬來酸酐接枝相容劑，熔融指數(shù)為10-30g/10min。所述相容劑為聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、尼龍6、聚乙烯、PEEK中的至少一種。所述連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線的厚度為0.2～0.3mm，寬度為1～10mm。一種所述連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線的制備方法，包括以下步驟：(1)調(diào)節(jié)50～65份連續(xù)纖維使纖維平行均勻排布，經(jīng)過張力調(diào)節(jié)使纖維分散，并消除連續(xù)纖維上產(chǎn)生的靜電；(2)將步驟(1)獲得的連續(xù)纖維進行預(yù)熱處理；(3)30～45份熱塑性樹脂、0.2～0.6份抗氧劑、0.5～1份抗紫外光穩(wěn)定劑和3～5份接枝劑熔融擠出，熔融的混料對步驟(2)獲得的連續(xù)纖維進行預(yù)浸漬；(4)經(jīng)步驟(3)完全浸漬后帶材進行定型、冷卻、切割、牽引、收卷，獲得所述連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線。所述步驟(2)預(yù)熱處理的溫度為200～300℃。所述步驟(3)熔融擠出的溫度為180～260℃。所述步驟(3)中熔融的混料對步驟(2)獲得的連續(xù)纖維進行預(yù)浸漬的溫度為200～280℃。一種制備所述連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線所使用的裝置，包括依次連接的紗架、張力裝置、靜電消除設(shè)備、預(yù)加熱烘箱、張力平衡輥、雙擠出模頭、三輥浸漬設(shè)備、定型輥、切線裝置、牽引裝置和收卷裝置。所述紗架上設(shè)有水平轉(zhuǎn)動的錠子支架。所述張力裝置包括依次連接的排絲口和若干張力調(diào)節(jié)輥。所述預(yù)加熱烘箱采用紅外加熱方式或電加熱方式加熱。所述雙擠出模頭包括依次連接的第一擠出模頭和第二擠出模頭。所述三輥浸漬設(shè)備包括依次連接的第一浸漬壓延輥、第二浸漬壓延輥和第三浸漬壓延輥。所述三輥浸漬設(shè)備采用熱電偶控制加熱、導(dǎo)熱油加熱或紅外熱輻射加熱中的至少一種。所述定型輥包括上定型輥和下定型輥，所述上定型輥位于所述下定型輥的上方。所述定型輥采用通冷凝水的方式冷卻。所述切線裝置包括若干個切線刀，優(yōu)選的，所述切線刀由一排平行的刀片組成。所述收卷裝置包括若干帶動力的收卷機。由于采用上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點和有益效果：本專利技術(shù)所提供的連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線所使用的原料提高了基體的熔融指數(shù)，在擠出時更加有利于產(chǎn)品的浸漬，產(chǎn)品為線，以便于后期的三維編織用，或可進行纏繞增強或進行噴涂制作纖維膠帶等用途，雖然經(jīng)過此改動，要制成最終產(chǎn)品，增加了很多設(shè)備，提高了成本，但編織完后產(chǎn)品的力學(xué)性能有很大提高，特別是層間結(jié)合性能。設(shè)備的投資是一次性的，但因此提高了產(chǎn)品的性能，擴大了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍和應(yīng)用期限，從長遠角度考慮也是可取的。本專利技術(shù)通過改動調(diào)整原料配方，將生產(chǎn)的預(yù)浸帶制作成預(yù)浸線，生產(chǎn)的預(yù)浸線可以用三維編織設(shè)備，紡織成三維的編織物，達到提高層間結(jié)合性，提高產(chǎn)品的機械性能的最終目的。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實施例中制備連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線所使用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中：10為紗架，11為連續(xù)纖維卷，12為連續(xù)纖維束，13為錠子支架，20為張力裝置，21為排絲口，22為張力調(diào)節(jié)輥，30為靜電消除設(shè)備，40為預(yù)加熱烘箱，50為張力平衡輥，60為雙擠出模頭，61為第一擠出模頭，62為第二擠出模頭，70為三輥浸漬設(shè)備，71為第一浸漬壓延輥，72為第二浸漬壓延輥，73為第三浸漬壓延輥，80為定型輥，81為上定型輥，82為下定型輥，90為切線裝置，91為切線刀，100為牽引裝置，110為收卷裝置，111為收卷機。具體實施方式下面結(jié)合附圖所示實施例對本專利技術(shù)作進一步詳細的說明。在以下通過實施例對本專利技術(shù)進一步予以闡明的舉例中，本專利技術(shù)實施例中所得產(chǎn)品均經(jīng)過抗老化測試和強度性能測試；其中：抗老化測試采用人工光源(實驗室光源或人工氣候)曝露試驗方法，GB/T16422-1.2.3(或標(biāo)準(zhǔn))進行測試；沖擊性能測試采用ASTMD3039-2000復(fù)合材料拉伸性能試驗方法進行測試；拉伸性能測試采用ASTM-D256-2005塑料懸臂梁缺口沖擊性能試驗方法進行測試。在以下本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線，其特征在于：是由以下重量份的組分制成：

【技術(shù)特征摘要】
1.一種連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線，其特征在于：是由以下重量份的組分制成：2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線，其特征在于：所述連續(xù)纖維為無機纖維、有機纖維或金屬纖維中的至少一種；優(yōu)選的，所述熱塑性樹脂選自聚烯烴、聚碳酸酯、聚酰胺、其他通用樹脂、高性能工程塑料或熱塑性聚酯中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線，其特征在于：所述無機纖維選自玻璃纖維、碳纖維、硼纖維或玄武巖纖維中的至少一種；優(yōu)選的，所述有機纖維選自芳香族聚酰胺纖維或超高分子量聚乙烯纖維中的至少一種，所述芳香族聚酰胺纖維進一步優(yōu)選為芳綸纖維；優(yōu)選的，所述金屬纖維為不銹鋼纖維。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線，其特征在于：所述熱塑性樹脂的熔融指數(shù)為35-100/10min；優(yōu)選的，所述聚烯烴選自均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、聚乙烯、熱塑性聚酯中的至少一種；優(yōu)選的，所述聚酰胺選自尼龍6、尼龍66、尼龍12、尼龍1212、尼龍612中的至少一種；優(yōu)選的，所述其他通用樹脂選自聚氯乙烯、ABS、PS、HIPS中的至少一種；優(yōu)選的，所述高性能工程塑料選自PEEK、PPS、MPPO或PEI中的至少一種；優(yōu)選的，所述熱塑性聚酯選自PET、PTT或PBT中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線，其特征在于：所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑中的至少一種；優(yōu)選的，所述抗紫外光穩(wěn)定劑選自水楊酸酯類抗紫外光穩(wěn)定劑、二苯甲酮類抗紫外光穩(wěn)定劑或受阻胺類光穩(wěn)定劑中的至少一種；優(yōu)選的，所述接枝劑為馬來酸酐接枝相容劑，熔融指數(shù)為10-30g/10min；優(yōu)選的，所述連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線的厚度為0.2～0.3mm，寬度為1～10mm。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂預(yù)浸線，其特征在于：所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑的復(fù)配，所述受阻酚類抗氧劑與所述亞磷酸酯類抗氧劑的重量比為1:2；優(yōu)選的，所述受阻酚類抗氧劑為抗氧劑1010；優(yōu)選的，所述亞磷酸酯類抗氧劑為抗氧劑168；優(yōu)選的，所述水楊酸酯類抗紫外光穩(wěn)定劑為鄰羥基苯甲酸苯酯；優(yōu)選的，所述二苯甲酮類抗紫外光穩(wěn)定劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；優(yōu)選的，所述受阻胺類光穩(wěn)定劑為聚-{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊桂生，劉旭，李蘭杰，
申請(專利權(quán))人：上海杰事杰新材料集團股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31