一种织物增强热塑性复合板材生产设备的制作方法

本实用新型涉及复合材料领域，具体涉及一种织物增强热塑性复合板材生产设备。

背景技术：

随着纤维增强热塑性复合材料的发展，连续纤维增强复合材料因其相较于其他复合材料有强度高和重量轻的优点，得到越来越多的实际应用。特别是连续纤维织物增强热塑性复合片(板)材，因为其在多个方向均具有较均衡的拉伸和弯曲性能，使其在各领域应用广泛。

现有技术中，连续纤维织物增强热塑性复合片(板)材主要有两种制备方法。第一种是薄膜层叠法，将塑料制成薄膜后，与连续纤维织物叠加层合，送进压合机中加热和冷却，得到多层织物增强的复合板材。另一种方法是将树脂与增强纤维复合在一起制成复合纱，然后将其编织成织物，再将织物单层或多层叠加放入压合机中加热和冷却，得到多层织物增强热塑性复合板材。

但现有的技术无法使树脂粉末在连续纤维织物表面上均匀分布，且树脂粉末吸附量有限不易调整，以致得到的连续纤维织物增强热塑性复合片(板)材克重不均匀，易翘曲，纤维含量调整范围小，限制连续纤维织物增强热塑性复合片(板)材的生产。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。

技术实现要素：

为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种织物增强热塑性复合板材生产设备，包含撒粉装置、预加热装置、压合装置和制动装置，所述制动装置包括若干放卷部、收卷部和支撑辊道，所述支撑辊道设置在所述放卷部和所述收卷部之间；沿所述放卷部向所述收卷部的方向上，所述支撑辊道上依次设置所述撒粉装置、所述预加热装置、所述压合装置；所述撒粉装置包括若干撒粉机头，所述撒粉机头设置在所述放卷部和所述支撑辊道之间，所述撒粉机头的数量多于所述放卷部的数量，且相邻所述放卷部之间以及所述放卷部的两侧均设置有所述撒粉机头。

较佳的，所述撒粉机头的数量比所述放卷部的数量多一个，且所述撒粉机头和所述放卷部错位设置。

较佳的，所述放卷部的两侧均设置若干所述撒粉机头。

较佳的，所述预加热装置采用红外加热管，所述红外加热管发射光波长范围为1-30μm。

较佳的，所述压合装置设置为双带式连续压合机，所述双带式连续压合机提供的面压力范围为0.01-10MPa。

较佳的，还包括预张力装置，所述预张力装置设置在所述预加热装置和所述撒粉装置之间，所述预加力装置与所述支撑辊道固定连接，且所述预张力装置与连续纤维织物接触连接。

较佳的，所述预张力装置包括调节部、挤压部和弹力部，所述挤压部和所述调节部连接，所述调节部和所述支撑辊道固定连接，所述调节部可调节所述挤压部的高度从而改变与所述工作带的距离；所述弹力部设置在所述挤压部内。

较佳的，所述挤压部设置有滚轮件，所述滚轮件与所述连续纤维织物接触，所述滚轮件可随所述连续纤维织物的移动而转动。

较佳的，所述挤压部设置滑槽，所述滚轮件的转轴设置在所述滑槽内，所述转轴可在所述滑槽内自由移动；所述弹力部设置在所述滑槽内且与所述转轴接触连接，在所述弹力部的弹力作用下使所述转轴限制在所述滑槽的底端。

较佳的，所述挤压部还包括移动块，所述滑槽设置在所述移动块上，所述调节部设置螺纹孔和螺栓，所述螺栓与所述螺纹孔螺纹连接，并使所述螺栓的一端顶靠在所述移动块的端面上。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过所述撒粉装置的设置，使每一层所述连续纤维织物的两表面都铺撒有树脂粉末，可以控制好两面浸渍的均匀性和可操作性，有效改善翘曲；同时可以得到含浸率高的复合材料制品，具有有更高的强度；所述放卷部数量的对应设置，致使复合材料制品中纤维含量调整范围大，以一次性制得多层织物增强的复合板材，提高效率及节省成本；两面撒粉的优势在于可以控制好两面浸渍的均匀性和可操作性，有效改善翘曲，同时也可对两面分别设定不同的撒粉量，以得到两表面光泽度等性能有区别的板材。

附图说明

图1为本实用新型所述织物增强热塑性复合板材生产设备实施例一的结构视图；

图2为本实用新型所述织物增强热塑性复合板材生产设备实施例二的结构视图；

图3为所述预张力装置的结构视图。

图中数字表示：

1-放卷部；2-收卷部；3-支撑辊道；4-撒粉装置；5-预加热装置；6-压合装置；7-裁切装置；8-连续纤维织物；9-预张力装置；91-调节部；92-挤压部；93-弹力部；94-滑槽；95-移动块；96-螺栓。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

如图1所示，图1为本实用新型所述织物增强热塑性复合板材生产设备本实施例的结构视图；本实用新型所述织物增强热塑性复合板材生产设备包含撒粉装置4、预加热装置5、压合装置6、裁切装置7、制动装置。

所述制动装置包括若干放卷部1、收卷部2和支撑辊道3，所述支撑辊道3设置在所述放卷部1和所述收卷部2之间，连续纤维织物8的两端分别设置在所述放卷部1和所述收卷部2上，在所述放卷部1和所述收卷部2之间的所述连续纤维织物8部分设置在所述支撑辊道3上，以实现所述连续纤维织物8的移动。所述支撑辊道3设置有工作带，在工作过程中，所述工作带随所述连续纤维织物8同时移动。所述放卷部1数量根据所述织物增强热塑性复合板材所包含的连续纤维织物8层数而设置。

较佳的，所述放卷部1和所述收卷部2均设置为圆柱型滚筒结构，所述连续纤维织物8缠绕在所述滚筒结构的外圆上，通过所述放卷部1和所述收卷部2的转动，使所述连续纤维织物8发生移动；具体的，所述放卷部1上的所述连续纤维织物8在所述转动过程中逐渐移动至所述收卷部2上，从而完成所述连续纤维织物8从所述放卷部1向所述收卷部2的转移。

所述支撑辊道3设置在所述放卷部1和所述收卷部2之间，用于支撑所述放卷部1和所述收卷部2之间的所述连续纤维织物8，以使所述连续纤维织物8保持平整，便于对所述连续纤维织物8进行撒粉、预热、浸渍、定型的处理。

沿所述放卷部1向所述收卷部2的方向上，所述支撑辊道3上依次设置所述撒粉装置4、所述预加热装置5、所述压合装置6、所述裁切装置7，所述撒粉装置4向所述连续纤维织物8和所述工作带铺撒树脂粉末，所述预加热装置5致使所述树脂粉末融化形成熔体保证树脂在所述连续纤维织物8表面的均匀性，提高树脂在所述连续纤维织物8上的浸渍效果，进而保证所述所压合装置6对所述连续纤维织物8和树脂的定型复合。最终通过所述裁切装置7对定型复合后的织物增强热塑性复合板材原料按设计尺寸进行尺寸裁剪从而得到织物增强热塑性复合板材成品。

所述撒粉装置4包括若干撒粉机头，所述撒粉机头和所述放卷部1错位设置，且所述撒粉机头的数目多于所述放卷部1的数目；较佳的，所述撒粉机头的数目比所述放卷部1多一个，从而保证每一层所述连续纤维织物8的两面均沾有所述撒粉机头撒出的树脂粉末；具体的，相邻所述撒粉机头之间设置一所述放卷部1，相邻所述撒粉机头撒出的所述树脂粉末可均匀铺撒在所述放卷部1放卷出的所述连续纤维织物8两面，从而提高所述连续纤维织物8在浸渍处理过程中的浸渍效果，降低所述织物增强热塑性复合板材的翘曲问题。

同时，也可在所述放卷部1的两侧均设置若干所述撒粉机头，即相邻所述放卷部1之间设置有一个以上的所述撒粉机头，不同的所述撒粉机头铺撒不同的树脂粉末以满足不同的生产条件。

较佳的，所述撒粉机头对已在所述支撑辊道3上水平展开的所述连续纤维织物8进行撒粉，避免所述树脂粉末在倾斜状态下的所述连续纤维织物8表面滑动。

通过控制所述撒粉装置4撒粉速度以及所述连续纤维织物8移动速度之间的相对关系，从而实现控制所述织物增强热塑性复合板材内的树脂含量以及成型后的树脂厚度，进而保证所述织物增强热塑性复合板材物质结构的准确性。同时通过所述撒粉装置4对所述连续纤维织物8两面的均匀撒粉，从而实现所述连续纤维织物8在所述预加热装置5下的浸渍操作，保证所述织物增强热塑性复合板材的浸渍效果。

所述预加热装置5优选采用红外加热管，所述红外加热管发射光波长为1-30μm范围，具有很高的加热效率以使所述树脂粉末快速进入融化状态，同时不易使融化状态的树脂过热，保证所述织物增强热塑性复合板材的生产过程快速有效的进行。

所述压合装置6优选设置为双带式连续压合机，所述双带式连续压合机提供的面压力范围为0.01-10MPa，可以适应多种树脂和多种纤维的复合加工。

本实用新型所述织物增强热塑性复合板材生产设备可以根据生产需要制备连续纤维增强复合片材或板材，具体的，通过仅设置单一所述放卷部1，所述放卷部1两侧的若干所述撒粉装置4分别铺撒不同的树脂粉末和添加剂以制得多种树脂的连续纤维增强复合片材，含浸率高于95％，所述连续纤维增强复合片材强度高，不易翘曲；同时通过设置若干所述放卷部1同时放卷不同或相同材质的所述连续纤维织物8可以一次性制得多层织物增强的复合板材，提高效率且节省成本。

两面撒粉的优势在于可以控制好两面浸渍的均匀性和可操作性，有效改善翘曲，同时也可对两面分别设定不同的撒粉量，以得到两表面光泽度等性能有区别的板材。

相较于现有技术中树脂制膜后将膜与布间隔层叠加进压机去压合的方式，由于并非所有的树脂都适合加工成膜；但几乎所有的树脂都可加工成粉末，因此本实用新型所述织物增强热塑性复合板材生产设备适用性更广。

实施例二

如图2所示，图2为本实用新型所述织物增强热塑性复合板材生产设备本实施例的结构视图。较佳的，所述织物增强热塑性复合板材生产设备还包括预张力装置9，所述预张力装置9设置在所述预加热装置5和所述撒粉装置4之间，所述预加力装置优选设置具有弹性结构的定位装置以实现对所述连续纤维织物8的压紧定位效果。

如图3所示，图3为所述预张力装置9的结构视图；所述预张力装置9包括调节部91、挤压部92和弹力部93，所述挤压部92和所述调节部91连接，所述调节部91和所述支撑辊道3固定连接，所述调节部91可调节所述挤压部92的高度从而改变与所述工作带的距离；所述弹力部93设置在所述挤压部92内。

工作状态下，所述挤压部92与所述连续纤维织物8接触，以施加压力保证所述连续纤维织物8具有一定的张力，从而保证所述连续纤维织物8的正常移动。通过所述调节部91调节所述挤压部92和所述工作带之间的距离，保证所述连续纤维织物8在进入所述预加热装置5内进行预热、浸渍处理前，相邻层所述连续纤维织物8之间紧密贴合，从而避免所述连续纤维织物8出现褶皱、错位等问题的发生；所述弹力部93保证在所述连续纤维织物8张力过大时，所述挤压部92可在所述张力作用下进行自行微调移动从而降低所述连续纤维织物8张力，避免所述连续纤维织物8在过大张力作用下出现损坏。

较佳的，所述挤压部92设置有滚轮件，所述滚轮件与所述连续纤维织物8直接接触，在所述连续纤维织物8移动过程中，所述滚轮件随所述连续纤维织物8的移动进行转动，避免所述挤压部92与所述连续纤维织物8接触状态下造成对所述连续纤维织物8表面所述树脂粉末的不良影响。

所述挤压部92设置滑槽94，所述滚轮件的转轴设置在所述滑槽94内，所述转轴可在所述滑槽94内自由移动；所述弹力部93设置在所述滑槽94内且与所述转轴接触连接，在所述弹力部93的弹力作用下使所述转轴限制在所述滑槽94的底端，即所述转轴在所述弹力部93的作用下向所述工作带靠近。

所述挤压部92还包括移动块95，所述滑槽94设置在所述移动块95上，所述调节部91调节所述移动块95的位置，从而调节所述挤压部92和所述工作带之间的距离。

所述调节部91可设置螺纹孔和螺栓96，所述螺栓96与所述螺纹孔螺纹连接，并使所述螺栓96的一端顶靠在所述移动块95的端面上，通过所述螺栓96的压紧作用，以固定所述调节部91和所述移动块95之间的相对位置；从而调节所述挤压部92和所述工作带之间的距离。

同样的，所述调节部91可采用螺杆调节、齿轮调节等方式调节所述移动块95的位置，从而达到调节所述挤压部92和所述工作带之间距离的效果。

所述连续纤维织物8放置在所述放卷部1内，通过所述放卷部1对所述连续纤维织物8放卷速度进行调节；放卷后的所述连续纤维织物8经过所述撒粉装置4后进入到所述预张力装置9，给予所述连续纤维织物8一定的张力，保持在牵引加工中能够平稳，均匀的前进；所述撒粉装置4通过铺撒树脂粉末和偶联剂溶液对所述连续纤维织物8表面进行处理，提高连续纤维织物8与树脂熔体之间的界面相互作用；处理后的所述连续纤维织物8需要进行热处理，在所述预加热装置5里加热到高于树脂熔体温度的条件，一方面有利于树脂粉末的熔化以便于参与和所述连续纤维织物8的浸渍，另一方面去除所述连续纤维织物8表面的溶剂以及水分；浸渍后的连续纤维织物8首先经过所述压合装置6对其进行尺寸，厚度进一步的精确控制，预成型为想要得到的片材、板材或者卷材；并最后通过边角料切削、裁剪以及收卷从而产出连续纤维增强复合产品。

实施例三

本实用新型织物增强热塑性复合板材设备的生产方法具体包括步骤：

S1，将连续纤维织物8固定在所述制动装置上，并通过所述制动装置带动所述连续纤维织物8运动；

S2，所述撒粉装置4开启并向从所述放卷部1移动出的所述连续纤维织物8表面均匀铺撒树脂粉末；

S3，所述连续纤维织物8进行预热处理及浸渍处理；

S4，浸渍处理后的所述连续纤维织物8经过所述压合装置6初步定型，再通过所述裁切装置7进行切割收卷。

步骤S1具体为；所述连续纤维织物8放置在所述放卷部1上并进行铺开。所述放卷部1的放卷辊优选设置为气胀轴，可以调节尺寸大小，从而提高所述连续纤维织物8的放卷平稳性。所述放卷辊一端连接动力装置，另一端末尾设置卡销，保证所述连续纤维织物8卷在放卷过程不会出现横向位移。

当设置所述预张力装置9时，放卷后的所述连续纤维织物8在被所述撒粉装置4铺撒所述树脂粉末后受所述预张力装置9的挤压，近一步保证所述连续纤维织物8在所述制动装置牵引过程中的稳定、均匀前进。

步骤S2具体为，通过设置在相邻所述放卷部1之间的所述撒粉机头对所述连续纤维织物8表面进行铺撒粉末的操作，所述粉末主要为树脂粉末，根据生产状况的需要还可包括偶联剂，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、络合物偶联剂中的一种，并且是经过与醇或者去离子水经过一定浓度稀释后的溶液。

所述树脂粉末和所述偶联剂可通过同一所述撒粉机头混合后铺撒，也可在相邻所述放卷部1之间设置若干所述撒粉机头，通过不同的所述撒粉机头分别铺撒所述树脂粉末和所述偶联剂。

较佳的，通过不同的所述撒粉机头分别铺撒所述树脂粉末和所述偶联剂有利于对所述树脂粉末和所述偶联剂份量的控制，有利于树脂在所述连续纤维织物8上的浸渍效果。

所述树脂粉末材料选用PE、PP、PET/PBT、PVC、PA、PPS、PEI、POM、PEEK以及其他合理材料中的一种或几种。所述树脂粉末的平均粒径大小范围为8-400μm，以保证所述树脂粉末在所述连续纤维织物表面的均匀性，从而提高浸渍效果。

所述连续纤维织物8材料选用玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维品种以及其他合理材料中的一种。所述连续纤维织物8种类优选设置为连续纤维毡、连续纤维布、连续纤维多轴向经编布中的一种。

步骤S3具体为，采用红外加热方式或者电加热方式，对所述连续纤维织物8进行预热处理；在本实用新型中，采用红外加热方式进行加热，所述预加热装置5中的红外加热管发射光波长为1-30μm范围，具有很高的加热效率以使所述树脂粉末快速进入融化状态，同时不易使融化状态的树脂过热，保证所述织物增强热塑性复合板材的生产过程快速有效的进行。

在所述预加热装置5内有鼓风设备，有利于溶剂，水分杂质的挥发，提高干燥，预热效果。预热温度略高于进行复合树脂的熔点，保证所述树脂粉末形成熔体状态。由于在加热处理之前，所述树脂粉末和所述连续纤维织物8已充分接触，树脂熔体可平稳的浸入所述连续纤维织物8内，从而完成初步浸渍处理。

步骤S4具体为：初步浸渍处理后的所述连续纤维织物8经过所述压合装置6初步定型。经过初步浸渍处理后的所述连续纤维织物8为半成品复合材料，所述半成品复合材料形状没有固定，表面也不够平整。经过所述带式连续压合机处理，并在压合过程中进行加热保温以进一步进行浸渍处理，提高复合材料的表面平整度，提高产品尺寸的精确，且在压力作用下的加热保温操作进一步提高复合材料的浸渍效果。所述双带式连续压合机提供的面压力范围为0.01-10MPa。

经过所述压合装置6后，所述织物增强复合材料形状初步稳定，经过冷却装置加速冷却牵引，通过所述裁切装置7设置的修边切刀对所述织物增强复合材料的横向宽幅进行修整，通过所述裁切装置7设置的两组切刀协调裁剪出需要的宽度。进一步，通过所述收卷补的收卷后得到所述织物增强复合材料的卷材、片材、板材产品。

本实用新型所述织物增强热塑性复合板材生产设备可以根据生产需要制备连续纤维增强复合片材或板材，具体的，通过仅设置单一所述放卷部1，所述放卷部1两侧的若干所述撒粉装置4分别铺撒不同的树脂粉末和添加剂以制得多种树脂的连续纤维增强复合片材，含浸率高于95％，所述连续纤维增强复合片材强度高，不易翘曲；同时通过设置若干所述放卷部1同时放卷不同或相同材质的所述连续纤维织物8可以一次性制得多层织物增强的复合板材，提高效率且节省成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。