本发明涉及一种复合材料预成型装置及其拉挤成型工艺，具体涉及一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置及其成型方法。
背景技术：
拉挤成型工艺是一种复合材料成型工艺，其基本工艺过程是，纤维增强材料(碳纤维或玻璃纤维无捻粗纱、碳纤维或玻璃纤维织物等)，在外力的牵引下，经浸胶、预成型装置、热模固化，得到型材制品，并按使用要求切成一定长度的过程。
在生产大截面玻璃钢拉挤型材时，由于制品内外受热程度不一致、固化度的差异导致产品出现各种缺陷。为了保证制品内外完全固化，只能降低拉挤生产速度，导致生产效率大大降低。同时胶槽内的树脂受外界环境温度及自身反应的影响，粘度会逐步变大，带着树脂的纤维进入模具时，会产生很大阻力，导致拉挤上升，严重会导致堵模。此外，回流板上的树脂由于温度低，粘度大，通常很难流回胶槽，而是积攒在回流板上，造成树脂的浪费。倘若通过一味的升高胶槽的温度，往往造成树脂适用期的缩短。对于拉挤异型材，纱线极易跑偏，导致制品不能最终成型，严重导致堵模。
如何保证玻璃钢拉挤制品，尤其是大截面制品的内外固化度一致，提高拉挤速度，同时控制树脂粘度，提高流动性，减少模腔阻力及控制纱线预成型走向。是这个领域的研究者渴望解决的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，采用多级预加热、纱线定位，可保证内外固化度一致，改善树脂流动性，以降低模腔阻力，提高产品成型度及拉挤速度。
本发明的另一个目的是还提供了一种采用前述玻璃钢拉挤分级加热预成型装置的分级加热预成型方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，其特点是：该装置包括由若干支撑杆组成的支撑架，在支撑架上按进纱线方向依次固定安装有穿纱板、纱线定位板和预加热模具支撑板，所述的穿纱板和纱线定位板上分布有若干个穿纱孔；在预加热模具支撑板上固定有二级预加热模具，在纱线定位板上固定安装有一级预加热模具；该装置还设有固定连接件，所述的固定连接件包括固定板及连接支撑固定板的支撑柱，通过固定连接件将支撑架固定连接在成型模具上。
本发明所述的一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，其进一步优选的技术方案或者技术特征是：所述的支撑柱为内螺纹圆柱销。
本发明所述的一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，其进一步优选的技术方案或者技术特征是：在固定板上设有连接通孔，通过通孔将支撑杆与固定板连接，实现固定连接件与支撑架的固定连接。
本发明所述的一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，其进一步优选的技术方案或者技术特征是：所述的穿纱板上的穿纱孔均匀设置；所述的纱线定位板上的穿纱孔包括设在中部的大纱孔和设在大纱孔四周的若干小纱孔组。
本发明所述的一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，其进一步优选的技术方案或者技术特征是：所述的一级预加热模具的内腔尺寸小于二级预加热模具的内腔尺寸，两个模腔内纤维体积含量均为50％-65％，优选55％-60％。
本发明所述的一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，其进一步优选的技术方案或者技术特征是：所述的一级预加热模具、二级预加热模具的模具入口与出口圆角为r10mm-r20mm。
本发明所述的一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，其进一步优选的技术方案或者技术特征是：所述的支撑杆由螺杆和若干个套筒组成。
本发明所述的一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，其进一步优选的技术方案或者技术特征是：所述的一级预加热模具二级预加热模具的加热段长度为10cm-20cm。
本发明所述的一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，其进一步优选的技术方案或者技术特征是：所述的一级预加热模具及二级预加热模具均安装有若干个测温孔，其中至少一个用来控制加热，至少一个用来标定温度。
本发明所述的一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，其进一步优选的技术方案或者技术特征是：所述的一级预加热模具、二级预加热模具之间的距离为10cm-20cm，优选14cm-16cm；二级预加热模具距离成型模具的入模口长度为5cm-10cm，优选7cm-8cm；所述的一级预加热模具距离穿纱板的长度为50cm-80cm，优选为60cm-70cm。
本发明还公开了一种玻璃钢拉挤分级加热预成型方法，其特点是：该方法使用以上技术方案中任一项所述的玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，其步骤如下：浸润树脂胶液的纱线通过穿纱板，从穿纱板上中间部分纱线进入一级预加热模具在80℃-120℃下进行一级预热，外层纱线通过纱线定位板的穿纱孔定位后与中间部分纱线一同进入二级预加热模具在80℃-100℃下进行二级预热，完成分级加热预成型；然后所有纱线进入成型模具，最后固化成型。
以上玻璃钢拉挤分级加热预成型方法中，一级预热的优选温度为90℃-110℃，最优选温度为100℃；二级预热的优选温度为85℃-95℃，最优选温度为90℃。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点：本发明玻璃钢拉挤分级加热预成型装置与方法采用两级预加热、纱线定位，可保证内外固化度一致，改善树脂流动性，以降低模腔阻力，提高产品成型度及拉挤速度。本发明的预成型装置及成型工艺方法适用于生产各种断面形状的复合材料型材，如棒、管、实体型材(如槽形、方形型材)和空腹型材等。
附图说明
图1为本发明分级加热预成型装置的一种结构示意图。
图2为固定连接件的一种结构示意图；
图3为穿纱板的一种结构示意图；
图4为纱线定位板的一种结构示意图。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，参照图1，图2，一种玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，该装置包括由若干支撑杆1组成的支撑架，在支撑架上按进纱线方向依次固定安装有穿纱板4、纱线定位板5和预加热模具支撑板6，所述的穿纱板4和纱线定位板5上分布有若干个穿纱孔3；在预加热模具支撑板6上固定有二级预加热模具8，在纱线定位板5上固定安装有一级预加热模具7；该装置还设有固定连接件2，所述的固定连接件2包括固定板21及连接支撑固定板21的支撑柱22，通过固定连接件2将支撑架固定连接在成型模具10上。
参照图2，所述的支撑柱22为内螺纹圆柱销。在固定板21上设有连接通孔23，通过通孔23将支撑杆1与固定板21连接，实现固定连接件2与支撑架的固定连接。所述的支撑杆1可以由螺杆和若干个套筒组成。
参照图3，所述的穿纱板4上的穿纱孔3均匀设置；
参照图4，所述的纱线定位板5上的穿纱孔3包括设在中部的大纱孔和设在大纱孔四周的若干小纱孔组。
参照图1，所述的一级预加热模具7的内腔尺寸小于二级预加热模具8的内腔尺寸，两个模腔内纤维体积含量均为50％。所述的一级预加热模具7、二级预加热模具8的模具入口与出口圆角r15mm。
所述的一级预加热模具7、二级预加热模具8的加热段长度为10cm。所述的一级预加热模具7及二级预加热模具8均安装有若干个测温孔9，其中至少一个用来控制加热，至少一个用来标定温度。
所述的一级预加热模具7、二级预加热模具8之间的距离为10cm；二级预加热模具8距离成型模具10的入模口长度为5cm；所述的一级预加热模具7距离穿纱板4的长度为50cm。
实施例2，所述的一级预加热模具7的内腔尺寸小于二级预加热模具8的内腔尺寸，两个模腔内纤维体积含量均为65％。所述的一级预加热模具7、二级预加热模具8的模具入口与出口圆角大于r20mm。
所述的一级预加热模具7、二级预加热模具8的加热段长度为20cm。所述的一级预加热模具7及二级预加热模具8均安装有若干个测温孔9，其中至少一个用来控制加热，至少一个用来标定温度。
所述的一级预加热模具7、二级预加热模具8之间的距离为20cm；二级预加热模具8距离成型模具10的入模口长度为10cm；所述的一级预加热模具7距离穿纱板8的长度为80cm。
其余均与实施例1相同。
实施例3，一种玻璃钢拉挤分级加热预成型方法，该方法使用实施例1或2所述的玻璃钢拉挤分级加热预成型装置，其步骤如下：浸润树脂胶液的纱线通过穿纱板4，从穿纱板4上中间部分纱线进入一级预加热模具7在100℃下进行一级预热，外层纱线通过纱线定位板5的穿纱孔定位后与中间部分纱线一同进入二级预加热模具8在90℃下进行二级预热，完成分级加热预成型；然后所有纱线进入成型模具10，最后固化成型。