专利名称：静电预浸处理设备及工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种热塑性和热固性树脂预浸处理设备及工艺方法。
近年来，围绕热塑性树脂预浸料的制备开展了一系列预浸设备和工艺方法的研究，包括熔融浸渍、溶液浸渍、纤维混杂浸渍、粉末浸渍、悬浮浸渍、静电浸渍等，它们都在不同程度上存在着缺乏合适的溶剂，树脂受热时间长，除去水份和乳化剂较困难，浸渍层表面不均匀平整等不足。荷兰专利说明书IIM 861464公开的流化床浸渍工艺采用的是粉末浸渍，它是利用树脂粉末在预浸纤维上的沉积和附着而获得预浸料的。但是，它同样存在着树脂粉末附着不均，预浸料树脂含量精度受到限制。
本发明的目的是，提供一种利用静电粉末浸渍，使得预浸料外观均匀平整，无富树脂区和贫树脂区，纤维互相平行，树脂含量稳定的预浸处理设备及工艺方法。
本发明的技术解决方案是，预浸处理设备由开卷装置1、导向装置2、6、9、10、展平装置3、4、5、涂覆室7、熔融炉8、调整装置11、量测试系统12、牵引装置13、收卷装置14、静电装置15、控制系统回收装置17、压缩空气源18组成。
a.开卷装置由一个辊筒构成，可安放宽度小于400mm各种规格的预浸织物，采用激磁电流张力调节器，保证工艺过程中张力基本恒定，织物运行平稳。
b.展平装置由数组辊子组成，以展平纤维织物。
c.涂覆室对预浸织物采用静电粉末双面涂覆，室内设有电极板、压缩空气进口、静电室、粉末料室和粉末回收出口，涂覆室的工作电压为0～90千伏。
d.熔融炉的作用是使树脂熔化并粘附在纤维织物上，为使树脂尽可能均匀分布并渗透纤维，熔融炉的工作温度是0～600℃。
e.牵引装置是全机的动力，采用橡胶辊。
f.收卷装置利用交流力矩电机的软特性保证收卷过程中张力和线速度基本恒定，装置中含有光电纠偏装置，用以调节卷取辊筒的位移。
g.压缩空气源由3W～1.6/10B-1空气压缩机提供，并经净化后进入涂覆室。
h.树脂含量测试系统备有一台β射线仪，利用固定剂量的β射线源透过不同树脂含量的预浸料被吸收的多寡，并在微计算机幕上显示出信号的相应变化，当树脂含量超过预定范围时，微计算机控制执行机构改变增压系统的压力从而改变树脂含量。
i.控制系统主要是由一个微计算机控制树脂的含量及线速度、收卷质量、开卷张力、熔融炉温度、运动纠偏、雾化压力等工艺参数。
本发明的优点是，采用高压静电场使树脂粉末带电和双面涂覆，β射线仪与微计算机形成的闭环自动控制系统使得预浸料的树脂含量均匀、波动范围小、表面平整、复合材料性能转化率高，无溶剂回收问题，适用于布宽小于400mm、厚度0.08～0.25mm、长度连续的纤维织物，树脂含量在25～45%可控，精度为±3%，粉末粒度为5～200μ。
图1 本发明的示意框2 涂覆室结构示意3 控制系统示意图将纤维织物安放在开卷装置1上，开机后，预浸织物沿导向辊2、6及展平辊3、4、5进入涂覆室7，涂覆室7内设有压缩空气进口20、静电室、粉末料室、电极板23、流化床24及粉末回收出口21、为了节约材料和防止粉末逸出污染环境，粉末室为密封系统，粉料可以回收反复使用。施加的静电电压工作在0～90千伏的范围。随着静电电压的增大，有利于树脂粉末带电，从而提高预浸织物的树脂含量，以适应不同材料和树脂含量预浸织物的要求。在涂覆室内涂覆上粉末后，预浸织物进入熔融炉8，熔融炉8的温度可在0～600℃之间调节，以满足不同熔点的热固性树脂和热塑性树脂的要求。在树脂充分熔化、粘度适于浸渍要求的前提下预浸织物通过炉子的时间尽可能短，以减少树脂分解的可能，可以通过调节线速度和改变炉子长度来满足，浸渍完成的织物经导向辊9、10，调整辊11和牵引辊13和收卷装置14收卷。在经过测试系统12时，β射线仪19利用固定剂量的β射线源透过不同树脂含量的预浸料被吸收的多少，并在微计算机屏幕上显示出信号的相对变化。随着树脂含量的变化，反馈信号是电流的变化，树脂含量过高，通过β射线仪反映的电流减少，执行机构开始工作，使雾化气压降低，随之使树脂含量减小，反之亦然。控制系统16是由微计算机22组成。在整个浸渍过程中，获得β射线仪的测试数据后，便给出指令对涂覆室7中的树脂含量施行自动控制，同时对线速度、收卷装置中的光电纠偏装置、开卷张力、熔融温度及雾化压力等工艺参数进行控制。涂覆室7中剩余的树脂粉末可通过回收出口21由回收装置17回收待日后再用。为了不污染树脂粉末和织物，空气在进入涂覆室7前经空气压缩源18严格净化，以除去油污和水份。空气压力必须稳定，以保持树脂粉末均匀呈流化状态。
权利要求
1.一种静电预浸处理设备及工艺方法，由开卷装置、导向装置、展平装置、牵引装置、回收装置、压缩空气源组成，其特征是，经展平装置之后，辊轮将预浸织物送入带静电粉末的涂覆室，再入可调节温度的熔融炉，由β射线仪、微计算机进行检测控制及收卷中的运行纠偏。
2.根据权利要求1所述的静电预浸处理设备及工艺方法，其特征是，涂覆室内设有电极板、静电室、粉末室、压缩空气进口和粉末回收出口，工作电压为0～90千伏。
3.根据权利要求1所述的静电预浸处理设备及工艺方法，其特征是，熔融炉的工作温度是0～600℃。
4.一种静电预浸处理设备及工艺方法，其特征是，β射线仪与微计算机之间呈闭环控制系统，β射线仪测出树脂含量的大小，微计算机控制反馈信号，改变树脂含量并控制线速度、收卷质量、开卷张力、熔融温度、运行纠偏、雾化压力等工艺参数。
全文摘要
本发明涉及一种静电预浸处理设备及工艺方法。它是由开卷装置、导向装置、展平装置、涂覆室、熔融炉、调整装置、静电装置、树脂含量测试系统、牵引装置、收卷装置、回收装置、控制系统及压缩空气源组成。预浸织物经装有带静电的树脂粉末的涂覆室，双面涂覆上树脂粉末，再经熔融炉的高温熔平后，树脂粘附在预浸织物上。为使浸渍均匀平整，整个浸渍过程由一台β射线仪和计算机检测控制，以保证织物浸渍的高质量。设备适用于热固性树脂和热塑性树脂。
文档编号D06N3/00GK1107096SQ9410740
公开日1995年8月23日 申请日期1994年7月14日 优先权日1994年7月14日
发明者李元珍, 张凤翻, 李峰, 付英 申请人:中国航空工业总公司第六二一研究所