阅读说明：本技术 一种树脂与多层纤维材料的复合材料的加工方法 (Processing method of composite material of resin and multilayer fiber material ) 是由 周善天 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种树脂与多层纤维材料的复合材料的加工方法,将选定的纤维丝束进行排列或编织成布状卷材依次去装在对应复合设备的放卷机构上并牵引到复合设备的压合滚中,在每层纤维的两面均有涂布树脂的模头在均匀的涂布树脂,所有的每层纤维在复合前必须经过复合设备上的加热烤箱加热,把纤维的温度控制在与将要从复合设备挤出模头中涂布出的树脂温度相适宜；为了使纤维于树脂之间有更好的熔融含浸效果,纤维布层上树脂的涂布按照先内层后外层的顺序来一层一层依次涂布树脂和加热滚压复合,此复合机器设备可以根据复合材料的设计要求进行选配组合,是本发明范围内不可分割的一部分,复合纤维布卷层数由一层到多层的自由选择。(The invention discloses a processing method of a composite material of resin and a multilayer fiber material, which is characterized in that selected fiber tows are arranged or woven into a cloth-shaped coiled material, the cloth-shaped coiled material is sequentially arranged on an unreeling mechanism of corresponding composite equipment and is drawn into a pressing roller of the composite equipment, die heads coated with resin are arranged on two surfaces of each layer of fiber to uniformly coat the resin, all the layers of fiber are heated by a heating oven on the composite equipment before compounding, and the temperature of the fiber is controlled to be proper to the temperature of the resin to be coated from an extrusion die head of the composite equipment; in order to enable the fibers to have better melt impregnation effect among the resins, the resins are coated on the fiber cloth layer by layer according to the sequence of coating the resins on the inner layer and the outer layer in sequence, and the fiber cloth layer is compounded by heating and rolling, the compounding machine equipment can be selected and combined according to the design requirements of the composite material, and is an integral part in the scope of the invention, and the number of the composite fiber cloth roll layers is freely selected from one layer to multiple layers.)

一种树脂与多层纤维材料的复合材料的加工方法

技术领域

本发明涉及一种树脂与多层纤维材料的复合材料的加工方法。

背景技术

随着工业的发展,树脂与多层纤维的复合材料在节能,减重,增强的领域越来越多使用,树脂与多层不同形状纤维的复合方法是当下最能满足以上领域的材料,合理的分配不同形状的纤维与树脂的结合，既能发挥合理的纤维力学应用，也有纤维外观的应用。目前，此种树脂与多层纤维复合的方法是一种以先得到单层的树脂纤维复合材料,再进行小面积裁切,然后按照使用领域的要求把一层一层的单层树脂复合材料堆叠起来进行二次加工复合的分段式加工方法，是经过不同的几个工序和制作设备，反复的加热冷却，加热冷却,最后才得到真正想要的树脂与多层纤维复合的复合材料，

以上的加工方法,从加工人力投入,因分段加工对生产设备投资都需要很大的投入成本;也因生产效率低,在目前市场竞争激烈的今天,时间本身就是金钱,效力低下的加工工艺很难满足现在市场的需求;同时,因复合材料是分多工段加工制成,由于加工环节过多,在复合材料的品质保障上也存在不稳定因素,容易产生复合材料的开裂和剪切力不达标,从如影响树脂纤维复合材料使用过程中的抗拉强度和抗拉模量,对产品的制作受到限制；复合材料的反复加热冷却也抬高了生产运行成本。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种树脂与多层纤维材料的复合材料的加工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种树脂与多层纤维材料的复合材料的加工方法，包括以下步骤：

（1）确认复合材料的树脂基础是热固型还是热塑型；

（2）根据步骤（1）确认的树脂基础类别选择包复好上浆剂的纤维丝束,保证纤维丝束外的上浆剂与复合材料中的树脂基础相容；

（3）将步骤（2）所选的纤维丝束按要求形状进行排列或编织成连续纤维布卷；

（4）先将多卷纤维布卷按结构叠层顺序分别装入复合机器设备上的多个放卷机构装置上, 再依次经过加热、双面涂布树脂、加热压合、冷却后到复合材料牵引做复合前纤维位置的调整；加热温度是根据选用树脂的不同种类改变而改变，有热固型树脂，热塑型树脂；又因各种类树脂中的分类树脂熔融点的温度不同，要根据这些再来调整对纤维布的加热温度，使纤维布与树脂通过滚压机快速的熔融浸渍在一起。

（5）将多层连续性纤维布卷依据产品要求的叠层顺序和层数来进行连续生产,并且一次性得到由树脂与多层连续纤维复合在一起的树脂与纤维复合材料。

所述的热固型树脂基础范围分为环氧、酚醛、氨基、不饱和聚酯和硅醚。

所述的热塑型树脂基础范围分为聚苯乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚氯乙烯和聚甲醛。

所述的纤维丝束为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维中的一种，所述的上浆剂是指所涂布的树脂与纤维丝束之间的嫁接枝处理剂。

每层纤维布的两面均通过挤出模头均匀涂布有树脂,并在涂布树脂前要经过加热烤箱将纤维布的温度预热到与涂布模头挤出的树脂温度相对应适宜温度，增强纤维与树脂的结合力。

所述的多层纤维布的复合,采取先内层后外层的顺序一层一层的涂布树脂及加热滚压复合。

在使用多层纤维布卷材料中，每层纤维布卷材料可以根据复合材料的要求用金属卷材或石墨烯卷材来代替，制成功能性的复合材料。

所述的复合机器设备包括有多个放卷机构装置、多个加热箱、多个树脂挤出模头、多组加热压滚及冷却箱、牵引滚组和复合材料收集区，所述的多个放卷机构装置中,各又包括有主放卷装置和备用放卷装置，多卷纤维布卷分别装入多个主放卷装置，多层纤维布在分别经过加热箱加热后，再通过树脂挤出模头涂布树脂，涂布树脂后的多层纤维布通过加热压辊压合成复合材料，复合材料再依次通过冷却箱和牵引滚进入材料收集区，多层纤维布按顺序分别经过相邻的两个树脂挤出模头先后进行两面涂布树脂。

经过加热压辊压合后的复合材料最后依次经过总加热箱加热后,再经过两个总树脂挤出模头两面涂布树脂和总加热压辊压合后，再进入冷却箱冷却。

以上所述只是本发明的优选实施方法，本发明的保护并不局限于上述实施范例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，对于本发明技术原理的前提下有若干改进或修饰，这些改进和修饰也视为本发明的保护范围。

本发明的优点是：1、本发明将纤维材料按照需求的层数一次性与树脂复合好,既节省了以往要通过一层一层人力后续加工复合的设备投入,人工成本的投入,也结束了以往要经过加热和冷却到再加热和冷却的反复工艺流程中耗费能源部分的节能效果,起到又节省了时间,缩短了生产周期和省投入成本及运行成本的目的;

2、本发明方法复合好的材料,因为每层纤维布都是经过加热与纤维布双面经由涂布模头涂布的树脂在高温高压的环境下滚压一体成型,所用的纤维布和涂布的树脂都是连续性的,其温度控制也是稳定的,对复合的产品中的纤维和树脂之间起到更好的熔融浸渍效果,从如提升了产品的品质,对于材料的使用领域会有更广的使用空间；

3、对本发明的连续纤维且多层一体的复合方法,对纤维与树脂的复合材料的后续应用也提供了方便,因为是连续纤维的材料,材料的宽幅可以任由自定编织或排列纤维布宽来决定,材料的长度又是连续性的,这对末端产品使用该材料的面积可以自由选定和量裁,尽最大可能的节约材料,从如也节省了产品的原材料成本。

附图说明

图1为本发明实施例中树脂与三层纤维布的复合机器设备结构图。

图2为树脂与单层纤维布的复合机器设备结构图。

具体实施方式

图1为本发明实施例中树脂与三层纤维布的复合机器设备结构图，图2为树脂与单层纤维布的复合机器设备结构图，本实施例结合附图1中树脂与三层纤维布的复合方法和复合设备案例的侧面示意图对本发明作进一步的描述。

实施具体包括以下步骤;

步骤1,首先确认复合材料的树脂基础是以热固型树脂还是热塑型树脂，根据树脂基础的不同，对图1中的树脂挤出模头一1，树脂挤出模头二2，树脂挤出模头三3，树脂挤出模头四4的挤出系统进行选项配套确认，确定是适合复合材料中使用的树脂能进行均匀涂布在纤维表面的挤出系统。

步骤2,热固型树脂范围分为环氧，酚醛，氨基，不饱和聚酯，硅醚等，所用是活塞注射挤出系统（包括但不限于）；

步骤3,热塑型树脂范围分为聚苯乙烯，聚丙烯，聚苯硫醚，聚碳酸酯，聚酰胺，聚酰亚胺，聚醚醚酮，聚氯乙烯和聚甲醛等，所用是螺杆注塑挤出系统（包括但不限于）；

步骤4,按以上步骤1，步骤2或步骤3中的树脂类别去选择包复好上浆剂的纤维丝束,确认纤维丝束的上浆剂与复合材料中的树脂基础能相容。

步骤5,按图1中纤维布一5，纤维布二6，纤维布三7各自的要求形状,将以上步骤4所选的纤维丝束去进行排列或编织成一卷一卷的连续纤维布卷。

步骤6,将以上步骤5中得到的纤维布卷装入图1复合机器设备对应的放卷机构装置上,即如图1中纤维布一5，纤维布二6，纤维布三7各自的位置中有一主用放卷装置8和一备用放卷装置9,主动放卷装置8和备用放卷装置9可互换位子；

步骤7，纤维布一5先经固定加热烤箱一10,再经过树脂挤出模头三3的左面，此时纤维布一5的右面和树脂挤出模头三3的左面相接触；

纤维布二6先经固定加热烤箱二11,再经过树脂挤出模头四4的右边，此时纤维布二6的左面和树脂挤出模头四4的右面相接触；

纤维布三7先经固定加热烤箱三13,再经过树脂挤出模头三3和树脂挤出模头四4的中间穿过，此时纤维布三7的左面和树脂挤出模头三3，右面和树脂挤出模头平模头四4，纤维布三7是双面相接触树脂挤出模头；

步骤8,接下来将纤维布一5,纤维布二6,纤维布三7重叠后经过加热压滚成型机二14，此时的三层纤维布中首先是中间的纤维布三是双面与挤出的树脂复合，纤维布一5与纤维布二6是单面与挤出的树脂复合，以利于复合材料中排气，提高复合材料的品质；

步骤9。接下来将完成步骤8的三层的复合纤维布经过总加热烤箱15，再经过总树脂挤出模头二2和树脂挤出模头一1,的中间，使三层纤维布中的纤维布一5的左面，纤维布二6的右面得到树脂挤出模头挤出的树脂；

步骤10，接下来将以上挤出的树脂和三层叠层的纤维再经过加热压滚成型机一16滚压复合，从如得到一个先内层布与树脂复合，后再外层布与树脂复合工序的树脂与三层纤维布复合的材料；

步骤11，复合材料再经过修边刀17进行修边；

步骤12，复合材料再经过冷却箱18；冷却箱18和修边刀17的步骤及位置可随材料的特性进行对换前后；

步骤13，复合材料再到材料牵引滚19；

步骤14，复合好的材料最后到复合材料收料区12。

在使用多层纤维布卷材料中，每层纤维布卷材料可以根据复合材料的要求用金属卷材或石墨烯卷材来代替，制成功能性的复合材料。

复合材料在挤出树脂与纤维布的复合前先做复合前每层纤维之间位置调整，对位装置在加热压滚成型机二的前端。

在树脂挤出模头一1和树脂挤出模头二2的前面有加热箱，后面有加热压合滚，是对任何层纤维复合材料的最外层涂布树脂和加热滚压的最后一道工序。

以上所述步骤中，重点在于每层纤维布的两面均匀要有挤出系统模头涂布树脂,并在涂布树脂前要经过加热烤箱将纤维布的温度预热到与涂布模头挤出的树脂温度相对应适宜温度，增强纤维与树脂的结合力.

以上三层纤维布的复合步骤,采取先内层后外层的顺序一层一层的涂布树脂及加热滚压复合.

以上步骤能将三层连续性纤维布卷依据产品要求的叠层顺序来进行连续生产,一次性得到由树脂与三层连续纤维复合在一起的树脂与纤维复合材料，其案例原理将由三层纤维布与树脂的复合材料延伸到由一层或多层纤维布与树脂复合的复合材料。

以上所述步骤只是本发明的实施案例方法，本发明的保护并不局限于上述实施范例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，对于本发明技术原理的前提下有若干改进或修饰，这些改进和修饰也视为本发明的保护范围。