专利名称：一种纤维复合材料的真空浸渍装置及方法
技术领域：
本发明涉及浸渍设备技术领域，特别是纤维编织材料的浸渍装置。
背景技术：
纤维编织复合自润滑材料是由摩擦系数低的PTFE (聚四氟乙烯)纤维与增强纤维， 例如芳纶、碳纤维、玻璃纤维等高性能纤维编织而成。工作时，PTFE纤维起润滑作用，而增强纤维则起承受载荷和提高黏结性能等作用。目前，针对纤维编织复合材料的浸渍装置如《经纬交叠无织造复合材料的浸渍设备》(中国专利201645834 U)，公开了一种经纬交叠无织造复合材料的浸渍装置设备；《调节织物经纬向浸渍效果的方法及装置》(中国专号CN 101988243 A)提供一种调节织物经纬向浸渍效果的方法和装置。针对真空浸渍装置如《真空浸渍用的设备和方法》(中国专利 CN1568246 A)公开了一种对小件材料进行真空浸渍的装置；《真空浸渍器》(中国专利CN 85 2 02535 U)涉及一种改进真空状态下用浸渍液浸渍材料的装置。在上述纤维复合材料浸渍装置中，尚不具备控制树脂含量及均勻性控制功能。纤维编织复合材料制备常采用溶液超声浸渍处理结合辊压的方法对织物进行浸渍处理。辊压超声波浸渍后的织物，难以实现浸渍树脂含量控制和均勻性控制。对于应用在自润滑领域的纤维编织复合材料，控制树脂含量及均勻性十分重要，否则将容易造成很多产品缺陷。如织物浸渍后以及后续的烘干过程中，由于树脂分布不均勻而产生的内应力，将使织物表面产生凹坑或褶皱，影响平整性；织物表面浸渍的树脂含量不一致，导致厚度不均；浸渍后易产生气泡，且不易排出，烘干过程中气泡破裂产生无胶斑块。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单，可有效改善织物的浸渍效果、实现可控树脂浸渍含量及均勻性的真空浸渍装置及方法。本发明主要包括缸体、活塞、PTFE辊、PTFE 板和转轴。其中缸体为凸形，其底部用螺栓固定在机架上，该机架底部设有通孔，进给螺旋柱穿过该通孔，用进给螺旋螺母固定在机架上，螺母与机架之间设有密封垫，装有密封圈的活塞的下端面与进给螺旋柱端面相连接，该活塞的上端面与带有凹槽的PTFE板固定。缸体凸起部位的两内侧设有衬套，支撑网固定在该衬套的下端面上，该支撑网的两端设有挤紧套。密封腔上盖两端用螺栓固定在缸体顶部，转轴穿过密封腔上盖的通孔，其下端面与 PTFE辊连接，上述转轴与密封腔上盖之间套有弹簧，该转轴与密封腔上盖连接部位设有轴套和密封圈上盖，该密封圈上盖内设有密封圈。在密封腔上盖上还设有充放气口和压力表。本发明的使用方法如下
一、将织物平整的铺放于支撑网上，将支撑网置于衬套下端面，支撑网与织物通过挤紧套固定于衬套下端面；
二、在真空容器中把转轴装在装有真空密封圈组的密封腔上盖上，调节转轴与PTFE辊间弹簧压缩量，使得PTFE辊与支撑网保持一定距离。将气压表安装在密封腔上盖上，再把将密封腔上盖安装到缸体上；
三、将带有凹槽的PTFE板固定在活塞的上端面，通过喷漆枪向PTFE板的凹槽内均勻的喷涂指定量的树脂，把活塞下部的进给螺旋柱装在机架上，进给螺旋螺母拧在套入机架的进给螺旋柱下端，机架安装在缸体上。在此过程中，PTFE板与织物保持一定距离；
四、对真空浸渍装置密封腔进行抽真空至5 50kpa后，对真空系统进行保压。进给装置中，依靠螺旋运动推动活塞位移，使得纤维织物与树脂接触开始浸渍。调节转动轴与PTFE 辊间弹簧压缩量，使得PTFE辊与支撑网保持一定压力；
五、转动转轴带动PTFE辊在支撑网上回转，赶出织物及树脂内残存气泡。保压IOmin 15min后打开充/放气口，解除真空浸渍装置内的压力，利用进给装置退出活塞，取下织物进行后续的烘干。本发明与现有技术相比具有如下优点操作简单，通过控制浸渍深度实现对树脂含量的控制；可保证浸渍树脂的均勻性；可有效提高织物的浸渍效果。
图1为本发明装置的结构示意图。
具体实施例方式
实施例1
在图1所示的一种纤维复合材料的真空浸渍装置的机构示意图中，缸体5为凸形，其底部用螺栓固定在机架1上，该机架底部设有通孔，进给螺旋柱3穿过该通孔，用进给螺旋螺母2固定在机架上，螺母与机架之间设有密封垫片4，装有密封圈6的活塞7的下端面与进给螺旋柱端面相连接，该活塞的上端面与带有凹槽的PTFE板8固定。缸体凸起部位的两内侧设有衬套9，支撑网21固定在该衬套的下端面上，该支撑网的两端设有挤紧套20。密封腔上盖16两端用螺栓固定在缸体顶部，转轴13穿过密封腔上盖的通孔，其下端面与PTFE 辊19连接，上述转轴与密封腔上盖之间套有弹簧18，该转轴与密封腔上盖连接部位设有轴套12和密封圈上盖11，该密封圈上盖内设有真空密封圈组14。在密封腔上盖上还设有充放气口 10和压力表15。使用时，首先，将织物22(芳纶/PTFE织物)平整的铺放于支撑网上，将支撑网置于衬套下端面，支撑网与织物通过挤紧套固定于衬套；将带有凹槽的PTFE板固定在活塞的上端面。通过喷漆枪向PTFE板的凹槽内均勻的喷涂一层树脂，树脂喷涂量由电子天平测得喷漆枪前后的质量差而定。然后，对真空浸渍装置进行抽真空至IOkpa后，关闭充/放气口。依靠螺旋运动推动活塞位移，使得纤维织物与树脂接触进行浸渍；调节转轴与缸体间弹簧压缩量，使得 PTFE辊与支撑网保持一定的压力；转动转轴带动PTFE辊在支撑网上回转，赶出织物及树脂内残存气泡；保压IOmin后打开充/放气口，解除真空浸渍装置内的压力，利用进给装置退出活塞，取下织物进行后续的烘干操作。实施例2
采用实施例1的设备的对织物进行真空浸渍的方法首先，将玻璃纤维/PTFE织物平整的铺放于支撑网上，将支撑网置于衬套下端面，支撑网与织物通过挤紧套固定于衬套；将带有凹槽的PTFE板固定在活塞的上端面。通过喷漆枪向PTFE板的凹槽内均勻的喷涂一层树脂，树脂喷涂量由电子天平测得喷漆枪前后的质量差而定。 然后，对真空浸渍装置进行抽真空至50kpa后，关闭充/放气口。依靠螺旋运动推动活塞位移，使得纤维织物与树脂接触进行浸渍；调节转轴与缸体间弹簧压缩量，使得 PTFE辊与支撑网保持一定的压力；转动转轴带动PTFE辊在支撑网上回转，赶出织物及树脂内残存气泡；保压15min后打开充/放气口，解除真空浸渍装置内的压力，利用进给装置退出活塞，取下织物进行后续的烘干操作。
权利要求
1.一种纤维复合材料的真空浸渍装置，其特征在于其缸体为凸形，该缸体的底部用螺栓固定在机架上，该机架底部设有通孔，进给螺旋柱穿过该通孔，用进给螺旋螺母固定在机架上，螺母与机架之间设有密封垫，装有密封圈的活塞的下端面与进给螺旋柱端面相连接，该活塞的上端面与带有凹槽的PTFE板固定，缸体凸起部位的两内侧设有衬套，支撑网固定在该衬套的下端面上，该支撑网的两端设有挤紧套，密封腔上盖两端用螺栓固定在缸体顶部，转轴穿过密封腔上盖的通孔，其下端面与PTFE辊连接，上述转轴与密封腔上盖之间套有弹簧，该转轴与密封腔上盖连接部位设有轴套和密封圈上盖，该密封圈上盖内设有密封圈，在密封腔上盖上还设有充放气口和压力表，通过喷漆枪向PTFE板的凹槽内均勻的喷涂指定量的树脂。
2.上述权利要求1的纤维复合材料的真空浸渍装置的使用方法，其特征在于(1)将织物平整的铺放于支撑网上，将支撑网置于衬套下端面，支撑网与织物通过挤紧套固定于衬套下端面；(2)把转轴装在装有真空密封圈组的密封腔上盖上，调节转轴与PTFE辊间弹簧压缩量，使得PTFE辊与支撑网保持一定距离，将气压表安装在密封腔上盖上，再把将密封腔上盖安装到缸体上；(3)将带有凹槽的PTFE板固定在活塞的上端面，通过喷漆枪向PTFE板的凹槽内均勻的喷涂指定量的树脂，把活塞下部的进给螺旋柱装在机架上，进给螺旋螺母拧在套入机架的进给螺旋柱下端，机架安装在缸体上；(4)对真空浸渍装置密封腔进行抽真空至5 50kpa后，依靠螺旋运动推动活塞位移， 使得纤维织物与树脂接触开始浸渍，调节转动轴与PTFE辊间弹簧压缩量，使得PTFE辊与支撑网保持一定压力；(5)转动转轴带动PTFE辊在支撑网上回转，赶出织物及树脂内残存气泡，保压IOmin 15min后打开充/放气口，解除真空浸渍装置内的压力，利用进给螺旋柱退出活塞，取下织物进行后续的烘干。
全文摘要
一种纤维复合材料的真空浸渍装置，其缸体为凸形，底部固定在机架上，进给螺旋柱用进给螺旋螺母固定在机架上，装有密封圈的活塞的下端面与进给螺旋柱端面相连接，其上端面与PTFE板固定，支撑网固定在缸体两内侧的衬套下端面上，缸体顶部设有密封腔上盖，转轴穿过密封腔上盖的通孔，其下端面与PTFE辊连接，在密封腔上盖上还设有充放气口和压力表。使用时通过喷漆枪向PTFE板的凹槽内均匀的喷涂指定量的树脂，抽真空，转动转轴带动PTFE辊在支撑网上回转，赶出织物及树脂内残存气泡，然后解除装置内的压力，利用进给螺旋柱退出活塞，取下织物进行后续的烘干。本发明操作简单，可控制浸渍树脂含量，保证浸渍树脂的均匀性，有效提高织物的浸渍效果。
文档编号D06B3/18GK102505391SQ20111038202
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者张青梅, 杨庆祥, 杨育林, 范兵利, 齐效文 申请人:燕山大学