一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉擠成型過程的保護(hù)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種保護(hù)方法及裝置，適用于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉擠成型過程。
【背景技術(shù)】
[0002]拉擠成型工藝是復(fù)合材料主要成型工藝之一，其為將浸潰樹脂膠液的連續(xù)纖維、帶、布或氈等，在牽引力作用下通過模具擠壓、固化，連續(xù)不斷生產(chǎn)長(zhǎng)度不限的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料型材的一種成型工藝。適合于生產(chǎn)各種形式截面的型材，如管、棒、實(shí)體型材(工字型、槽型、方形)和空腹型材(門窗型材、葉片)等，其特點(diǎn)是:一、工藝簡(jiǎn)單、高效，適合于高性能纖維復(fù)合材料的大規(guī)模生產(chǎn)。二、能最好地發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用，且具有制品性能穩(wěn)定、纖維含量高、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]但是，在使用某些特殊基體樹脂的拉擠產(chǎn)品成型過程中，空氣、增強(qiáng)纖維自身帶來的氏0、0)2、02等成分會(huì)對(duì)成型過程帶來很多負(fù)面作用，影響制品性能及工藝性能。例如，在以雙組分聚氨酯樹脂(異氰酸酯和多元醇為主要成分)為基體樹脂的拉擠工藝過程中，空氣和增強(qiáng)纖維中含有的水分，會(huì)與聚氨酯樹脂中的異氰酸酯(-NC0)反應(yīng)，生成固體脲、并產(chǎn)生CO2氣體。隨著這個(gè)反應(yīng)的進(jìn)行，不僅會(huì)影響復(fù)合材料制品的性能，而且固體脲的聚集及CO2氣體的膨脹作用還會(huì)堵塞拉擠模具，造成生產(chǎn)過程中斷。目前的情況是，難以生產(chǎn)大截面尺寸制品，而且小截面尺寸產(chǎn)品每隔1-3天即需要停車清理模具，這是以雙組分聚氨酯樹脂作為基體樹脂用于拉擠成型工藝，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)的原因。
[0004]為了解決上述問題，本行業(yè)一般采用對(duì)原材料除濕、對(duì)生產(chǎn)環(huán)境除濕、將傳統(tǒng)膠槽浸膠方式設(shè)計(jì)為注入浸膠方式等，以降低樹脂中異氰酸酯(-NC0)生成固體脲的反應(yīng)幾率。但是，這些方法投資大、成本高，而且不能根本解決堵塞模具、斷紗的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:一、提供一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉擠成型過程的保護(hù)方法，用于解決某些纖維增強(qiáng)特殊基體樹脂復(fù)合材料在拉擠成型時(shí)，環(huán)境、增強(qiáng)纖維中的H20、C02、02等成分，易與樹脂發(fā)生不利副反應(yīng)而造成制品質(zhì)量差，生產(chǎn)時(shí)常被中斷不能連續(xù)化生產(chǎn)的問題。二、提供一種或多種實(shí)現(xiàn)上述保護(hù)方法的裝置。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
[0007]本發(fā)明的核心是在拉擠的模具入口前端，增加一個(gè)氣壓封閉裝置，利用該裝置的氣體正壓，將環(huán)境及增強(qiáng)纖維中易與樹脂發(fā)生不利副反應(yīng)影響的成分，排除到成型體系之夕卜。具體的方法為:在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉擠成型設(shè)備纖維運(yùn)動(dòng)方向上，位于模具(成型模具或注膠模具)入口前，設(shè)置一段保護(hù)氣體正壓區(qū)域。當(dāng)纖維從纖維入口進(jìn)入此區(qū)域時(shí)，通入保護(hù)氣體并維持該區(qū)域護(hù)氣體的正壓狀態(tài)，纖維中及此空間區(qū)域內(nèi)易與樹脂膠液發(fā)生不良副反應(yīng)的成分被保護(hù)氣體從纖維入口排出，從而解決某些纖維增強(qiáng)特殊基體樹脂復(fù)合材料在拉擠成型時(shí)，環(huán)境、增強(qiáng)纖維中的凡0、0)2、02等成分，易與樹脂發(fā)生不利副反應(yīng)的問題，以提高制品質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)的目的。
[0008]保護(hù)氣體正壓區(qū)域的具體實(shí)現(xiàn)方法為具有纖維入口的氣壓封閉裝置，該封閉裝置連接保護(hù)氣體源；當(dāng)采用注膠方式時(shí)，封閉裝置與注膠模具固定貫通連接；當(dāng)采用浸膠方式時(shí)，該封閉裝置與成型模具固定貫通連接，此時(shí)浸膠裝置位于封閉裝置內(nèi)部。
[0009]本發(fā)明所述保護(hù)氣體包括但不限于常溫、冷卻或加熱處理的氮?dú)?、二氧化碳、干燥空氣、惰性氣體。例如，以雙組分聚氨酯樹脂為基體的拉擠工藝，應(yīng)選取加熱處理的、不含水分的干燥空氣或者氮?dú)?。加熱處理的干燥氣體，可以有效的除去纖維上的水分；干燥的氣體不含水分，可以防止環(huán)境中的水分與異氰酸酯(NCO)反應(yīng)；以保證拉擠工藝連續(xù)正常進(jìn)行。
[0010]一種實(shí)現(xiàn)上述保護(hù)方法的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉擠成型裝置，包括紗架、預(yù)成型模、注膠模具、注膠機(jī)、成型模具、牽引裝置、切割裝置，在注膠模具之前還具有封閉裝置及與之通過管道連接的一個(gè)或多個(gè)保護(hù)氣源，所述封閉裝置為空腔結(jié)構(gòu)，其與注膠模具通過法蘭或螺紋固定貫通連接，并通過密封圈、密封帶、密封墊片等形式密封，接縫處不漏氣。所述封閉裝置上、位于紗架一側(cè)具有多個(gè)纖維入口，纖維從此入口進(jìn)入。
[0011]另一種實(shí)現(xiàn)上述保護(hù)方法的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉擠成型裝置，包括紗架、預(yù)成型模、浸膠裝置、成型模具、牽引裝置、切割裝置，其在成型模具之前還具有封閉裝置及與之通過管道連接的一個(gè)或多個(gè)保護(hù)氣源，所述封閉裝置為空腔結(jié)構(gòu)，其與成型模具通過法蘭或螺紋固定貫通連接，并通過密封圈、密封帶、密封墊片等形式密封，接縫處不漏氣；預(yù)成型模和浸膠裝置包含在封閉裝置內(nèi)部。所述封閉裝置上位于紗架一側(cè)具有多個(gè)纖維入口，纖維從此入口進(jìn)入。所述浸膠裝置可以為浸膠槽或其他浸膠裝置。
[0012]實(shí)際生產(chǎn)過程中保護(hù)氣體從封閉裝置左側(cè)的纖維入口中溢出，形成向封閉體系外部流動(dòng)的持續(xù)氣流。在保護(hù)氣體的持續(xù)流動(dòng)下，可形成一個(gè)隔絕環(huán)境空氣的封閉空間，保護(hù)拉擠成型過程不受環(huán)境影響。另外，保護(hù)氣體形成的持續(xù)氣流還可以將增強(qiáng)纖維上附帶的水分等有害成分，排除到體系之外。
[0013]本發(fā)明具有的積極效果:
[0014](I)本發(fā)明采用正壓保護(hù)氣體裝置形成一個(gè)持續(xù)的保護(hù)氣體流，從纖維入口到模具入口形成一段封閉空間，不僅對(duì)增強(qiáng)纖維進(jìn)行凈化和保護(hù)，同時(shí)為基體樹脂浸膠、凝膠、固化的成型過程提供一個(gè)隔絕外界空氣的理想環(huán)境，最終保護(hù)拉擠復(fù)合材料成型過程不受環(huán)境及增強(qiáng)纖維中的有害成分影響。
[0015](2)本發(fā)明的拉擠成型保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉擠成型過程的保護(hù)方法。采用本發(fā)明裝置后，在增加很少的額外投資的前提下，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)，連續(xù)生產(chǎn)I個(gè)月不堵模、不斷紗、不停機(jī)。
【附圖說明】
[0016]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例3裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]其中，I紗架，2預(yù)成型模，3注膠模具，4成型模具，5牽引裝置，6切割裝置，7注膠機(jī)，8封閉裝置，9保護(hù)氣氣源，10浸膠裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0019](實(shí)施例1)
[0020]見圖1，一種采用注入式浸膠方式的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉擠成型裝置，纖維從紗架I穿出，由牽引裝置5牽引，經(jīng)過預(yù)成型模2、連接注膠機(jī)7的注膠模具3，浸膠后通過成型模具4。成型模具4上有加熱裝置，樹脂經(jīng)過時(shí)受熱固化成型，最后經(jīng)切割裝置6定長(zhǎng)切割，形成產(chǎn)品。<