一种复合材料拉挤碳板及其连续制备方法与流程

1.本发明涉及复合材料拉挤成型工艺技术领域，尤其涉及一种复合材料拉挤碳板及其连续制备方法。


背景技术：

2.传统的拉挤碳板是由碳纤维纱线放卷经热固性环氧树脂或乙烯基树脂浸润后通过一组预成型工装挤掉多余的树脂胶液和气泡，进入金属加热模具中进行固化成型具有一定力学性能的板材。碳纤维质地较脆，耐磨性较差，覆有较多的树脂胶液，由碳纤维制作的碳板在拉挤过程进入加热模具时，模具入口r角处存在较大的应力，导致模具入口处很容易磨损崩坏，从而发生堵模现象，以至于拉挤生产过程失败，生产连续性难以保证。
3.因此，如何提供一种复合材料拉挤碳板及其连续制备方法，避免堵模现象的发生，以保证生产的连续性是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合合理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种复合材料拉挤碳板及其连续制备方法，使其更具有实用性。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种复合材料拉挤碳板及其连续制备方法，避免堵模现象的发生，以保证生产的连续性。
5.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种复合材料拉挤碳板，其特征在于：包括碳纤维层和位于所述碳纤维层两侧的玻纤纱层，碳纤维层的截面具有两相对设置的长边和短边，相邻长边和短边之间具有r角，玻纤纱层依次包覆于r角、短边和下一相邻r角。
6.进一步地，所述玻纤纱层由平展的玻纤膨体纱制成，所述玻纤膨体纱为处于膨松状态的玻纤纱。
7.进一步地，所述玻纤膨体纱的纱线密度为2400~5000tex。
8.一种复合材料拉挤碳板的连续制备方法，包括以下步骤：s1：启动牵引机，牵引碳纤维进入树脂槽后穿过预成型板；s2：在穿过预成型板经过挤胶和预定型后形成截面具有四个r角的预成型浸胶纱束；s3：两束玻纤纱分别经导向辊和展纱辊后与预成型浸胶纱束共同进入热模，此时玻纤膨体纱包覆于预成型浸胶纱束的两侧形成第二预成型纱束；s4：热模对第二预成型纱束进行加热固化后，输出复合材料拉挤碳板。
9.进一步地，所述导向辊和展纱辊分别横向设置在预成型板进入热模进入口的两侧。
10.进一步地，所述导向辊与所述展纱辊的转动方向一致，且所述导向辊的转速高于所述展纱辊的转速。
11.进一步地，所述导向辊沿周向开设有第一凹槽，所述展纱辊沿周向开设有第二凹槽，所述玻纤纱依次绕设于所述第一凹槽与第二凹槽，所述第二凹槽垂直于展纱辊转动方向的槽宽大于所述第一凹槽垂直于导向辊转动方向的槽宽。
12.进一步地，所述导向辊、展纱辊和热模进入口的中心线在同一水平面上。
13.进一步地，所述第二凹槽的垂直于展纱辊转动方向的槽宽略大于碳纤维层的垂直于输送方向的竖直边。
14.本发明的有益效果为：1、本发明通过在碳纤维层两侧设置玻纤纱层，有效减少碳板制品边缘易掉粉、缺边的问题，保证拉挤过程连续稳定，提升产品质量的同时延长拉挤模具的使用寿命，通过玻纤纱层的设置能够取代一定比例的碳纤维，有效降低原料成本，通过两侧玻纤纱层的设置能够减少热模入口处的磨损，延长热模模具使用寿命。
15.2、本发明的玻纤纱无需预先浸胶，依靠吸收模具口挤出的树脂胶液即可充分浸润，黏附于碳纤维预成型浸胶纱束上，通过玻纤纱吸附碳纤维预成型浸胶纱束两侧的树脂胶液，无需经过挤胶工艺，玻纤纱能够吸附碳纤维层的多余树脂胶液，模具入口不会因为多余树脂胶液残留导致堵模，从而导致拉挤生产过程失败，可以有效保证生产的连续性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明复合材料拉挤碳板的结构示意图。
18.图2为本发明中复合材料拉挤碳板的连续制备方法的流程图。
19.图3为本发明中玻纤纱的输送示意图。
20.附图标记：1、碳纤维层；2、玻纤纱层；3、r角；4、竖直边；5、水平边；6、第一凹槽；7、第二凹槽；8、导向辊；9、展纱辊。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。
24.如附图1所示的一种复合材料拉挤碳板，包括碳纤维层1和位于碳纤维层1两侧的玻纤纱层2，玻纤纱层2用于吸附碳纤维层1上的多余树脂胶液，以碳纤维层1的截面为长方形为例，碳纤维层1的截面具有两相对设置的长边和短边，相邻长边和短边之间具有r角3，玻纤纱层依次包覆于r角3、短边和下一相邻r角3。
25.本发明通过在碳纤维层1两侧设置玻纤纱层2，有效减少碳板制品边缘易掉粉、缺边的问题，保证拉挤过程连续稳定，提升产品质量的同时延长拉挤模具的使用寿命，通过玻纤纱层2的设置能够取代一定比例的碳纤维，有效降低原料成本，通过两侧玻纤纱层2的设置能够减少热模入口处的磨损，延长热模模具使用寿命。
26.玻纤纱层2由平展的玻纤膨体纱制成，玻纤膨体纱为处于膨松状态的超细玻纤纱。玻纤膨体纱具有优良的吸胶能力，通过玻纤膨体纱能够吸收r角3和热模合模缝处的胶液量，从而减小热模入口r角3处的应力。在本实施例中，纱线密度在2400~5000tex之间，其包覆效果最好。
27.如图2~3的一种复合材料拉挤碳板的连续制备方法，包括以下步骤：s1：启动牵引机，牵引碳纤维进入树脂槽后穿过预成型板；s2：在穿过预成型板经过挤胶和预定型后 形成截面具有四个r角3的预成型浸胶纱束；s3：两束玻纤纱分别经导向辊8和展纱辊9后与预成型浸胶纱束共同进入热模，此时玻纤膨体纱包覆于预成型浸胶纱束的两侧形成第二预成型纱束；s4：热模对第二预成型纱束进行加热固化后，输出复合材料拉挤碳板。
28.本发明的玻纤纱无需预先浸胶，依靠吸收模具口挤出的树脂胶液即可充分浸润，黏附于碳纤维预成型浸胶纱束上，通过玻纤纱吸附碳纤维预成型浸胶纱束两侧的树脂胶液，无需经过挤胶工艺，玻纤纱能够吸附碳纤维层1的多余树脂胶液，模具入口不会因为多余树脂胶液残留导致堵模，从而导致拉挤生产过程失败，可以有效保证生产的连续性。
29.作为上述实施例的优选，导向辊8与展纱辊9的转动方向一致，且导向辊8的转速高于展纱辊9的转速，导向辊8与展纱辊9之间具有速度差，差速使得在导向辊8上的纱线贴合紧密，在展纱辊9上的玻纤纱较松，使得玻纤纱在展纱辊9上充分展纱。
30.为了充分展纱，导向辊8沿周向开设有第一凹槽6，展纱辊9沿周向开设有第二凹槽7，玻纤纱依次绕设于第一凹槽6与第二凹槽7，第二凹槽7垂直于展纱辊9转动方向的槽宽大于第一凹槽6垂直于导向辊8转动方向的槽宽。
31.为保证玻纤纱与预成型浸胶纱束之间的定位准确，导向辊8和展纱辊9分别横向设置在预成型板进入热模进入口的两侧，导向辊8、展纱辊9和热模进入口的中心线在同一水平面上。
32.为保证玻纤纱与预成型浸胶纱束之间的定位准确，第二凹槽7的垂直于展纱辊9转动方向的槽宽略大于碳纤维层1的垂直于输送方向的竖直边4，避免r角3的包覆不均匀，或产生r角3没有完全包覆或r角3包覆过多延伸至垂直于输送方向的竖直边4和水平边5上的情况。
33.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围
由所附的权利要求书及其等效物界定。