连续纤维热塑性预浸带的生产设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热塑性纤维增强材料领域，特别涉及一种连续纤维热塑性预浸带的生产设备。
【背景技术】
[0002]随着近几年材料行业的发展，越来越多的新材料代替传统的金属板材被运用到汽车、建筑、工程领域，不仅密度轻，而且兼具优异的机械性能，如高的拉伸强度、弯曲度、耐高温等优异性能。近年来，热塑性连续纤维的材料得到了迅猛的发展，技术上也有了重大突破。制备该材料的关键在于树脂对纤维的浸润，尤其针对生产中，既要可以连续化生产，又要保证树脂对纤维的充分浸润。
[0003]中国专利ZL200810201216.9公开了一种连续纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带的制备设备，该设备中采用双挤出模头使用淋膜的形式，将熔融状态的树脂直接淋膜到连续纤维纱上，由于连续纤维纱也分为上下两侧面，因此需要使用相对的两个模头进行双面淋膜，然后进入加热辊压装置，冷却后产品产出。在该淋膜工艺中，淋膜到连续纤维上的挤出料会出现分布不均匀的问题，同时纤维纱未经过熔融状态熔池浸润预浸性不理想，进而影响材料性质。
[0004]中国专利ZL 201110296640.8公布了另外一种连续纤维增强热度性树脂复合材料预浸带的制备设备，该设备采用展开的纤维纱穿过挤出机的模头，使用熔融浸润的方法进行生产，但生产过程中从熔池中拉出来的连续纤维带边部纤维含量极低，后续生产需要将两边缘进行切边处理，废料率极高，且生产效率缓慢。
[0005]因此，现在亟需一种淋膜均匀、浸润效果好、废料率低的连续纤维热塑性预浸带的生产设备。
【发明内容】
[0006]本发明提出一种连续纤维热塑性预浸带的生产设备，解决了现有技术中生产热塑性连续纤维过程出现淋膜不均匀、浸润效果差、废料率高的问题。
[0007]本发明的技术方案是这样实现的:一种连续纤维热塑性预浸带的生产设备，包括两组对称摆放的放纱架、张力调节装置和预加热除湿机，还包括第一涂膜机构、第二双模头熔池浸润机构、滚压冷却装置和收卷装置；
[0008]所述放纱架和所述预加热除湿机之间设有纤维导向孔架、纤维导向辊、排纱装置和纤维展开装置；
[0009]所述第一涂膜机构由第一流延机构和第一压合辊组成；
[0010]所述第二双模头熔池浸润机构由双模头流延机模头、第二浸润机构熔池、第二浸润机构浸涂膜辊组成；
[0011]所述滚压冷却装置由W型浸润压辊、冷却平压复合辊组成；
[0012]所述滚压冷却装置和所述收卷装置之间还设有水冷对辊和冷却水槽，所述水冷对辊设于所述冷却水槽内，所述水冷对辊一侧设有风干机构。
[0013]作为一优选的实施方式，连续纤维依次通过放纱架、纤维导向孔架、纤维导向辊、排纱装置、纤维展开装置和预加热除湿机，左右对称均匀展开进入所述第一涂膜机构，所述第一流延机构将熔融状态的热塑性树脂涂抹于左右对称均匀展开的所述连续纤维中部。
[0014]作为一优选的实施方式，所述双模头流延机模头，为单螺杆挤出机供料，两个所述的双模头流延机模头的流延量相同，所述热塑性树脂通过所述双模头流延机模头分别流延至所述第二浸润机构浸涂膜辊上，一对所述的第二浸润机构浸涂膜辊相向旋转，将熔融状态的热塑性树脂带到所述第二浸润机构熔池中。
[0015]作为一优选的实施方式，所述连续纤维经过所述第一涂膜机构完成芯部浸润后，进入到所述第二双模头熔池浸润机构，穿过熔融状态的所述第二浸润机构熔池对表面纤维进行浸润，依靠第二浸润机构浸涂膜辊之间的间隙，控制树脂的含量及厚度。
[0016]作为一优选的实施方式，所述W型浸润压辊由错位排列的多组高温压辊构成，预浸后的带材通过呈W形排列的所述高温压辊三次预浸，所述冷却平压复合辊通过气缸控制对辊之间的压合力，所述冷却平压复合辊内设置有冷却恒温液体，冷却恒温液体的温度成梯度下降。
[0017]作为一优选的实施方式，所述第一压合辊、所述第二浸润机构浸涂膜辊、所述W型浸润压辊的内部均设置有恒温液体，恒温液体的温度高于所述热塑性树脂的温度。
[0018]作为一优选的实施方式，所述放纱架上设置有若干放纱轴，所述放纱轴带有用于控制放纱纱束张力的恒张力控制器。
[0019]作为一优选的实施方式，所述连续纤维为连续的玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维。
[0020]作为一优选的实施方式，所述热塑性树脂为PE、PP、PA6、PA66、PET及上述树脂的改性配方。
[0021]采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是:连续纤维经过放纱架进入到纤维导向孔架，通过导向孔将纤维横向均布铺开，再由纤维导向辊导到同一水平面上，进过排纱装置对纤维进行梳理，通过多组纤维展开装置调节好纤维的平整度，通过预加热除湿机对展开的纤维纱预热，再进入纤维展开装置进行二次展纱。
[0022]连续纤维左右对称均匀展开进入第一涂膜机构，第一流延机构将熔融状态的热塑性树脂涂抹于连续纤维中部，双模头流延机模头为单螺杆挤出机供料，两模头的流延量相同，热塑性树脂通过双模头流延机模头分别流延至第二浸润机构浸涂膜辊上，一对浸涂膜辊相向旋转，将熔融状态的热塑性树脂带到第二浸润机构熔池中，连续纤维经过第一涂膜机构完成芯部浸润后，进入到第二双模头熔池浸润机构，穿过熔融状态的第二浸润机构熔池对表面纤维进行浸润，依靠第二浸润机构浸涂膜辊之间的间隙，控制树脂的含量及厚度。
[0023]经过二次预浸后的纤维成W型路线在多组高温压辊之间运动，通过气缸控制滚压轴的高度从而调节预浸带张紧角度，滚压轴内采用液体保温使得预浸带中树脂一直处于熔融状态，预浸带中的纤维依靠张紧力实现辊压浸渍，随后通过冷却平压复合、水冷、除湿工序，最后收卷。
[0024]该生产线中，挤出机出来的熔融状态的热塑性树脂料通过两个模头流延至一对涂膜辊上，一对涂膜辊一个顺时针旋转、一个逆时针旋转，通过涂膜辊的转动将上述流延出来的料集中到一对辊之间的倒三角熔池区，同时辊子自身保持和模头一样的温度，防止树脂冷却，该结构使得展开的纤维通过了熔融状态树脂积料区，使得纤维纱与树脂之间的接触更充分，同时通过调节涂膜辊之间的间隙可以有效控制产品中间的树脂含量及均匀度，并且熔融状态树脂附着在纤维纱上被带出，可以有效控制预浸带宽度。
【附图说明】
[0025]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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本发明连续纤维热塑性预浸带的生产设备的结构示意图。
[0027]图中，1-放纱架；2_纤维导向孔架；3_纤维导向辊；4_排纱装置；5_纤维展开装置；6_预加热除湿机；7_第一流延机构；8_第一压合辊；9_双模头流延机模头；10-第二浸润机构浸涂膜辊；11-第二浸润机构熔池；12-W型浸润压辊；13-冷却平压复合辊；14_水冷对辊；15_冷却水槽；16_风干机构；17_收卷装置。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]如图1所示，一种连续纤维热塑性预浸带的生产