一种长纤维增强热塑性复合材料生产装置的制作方法

1.本实用新型涉及生产复合材料设备技术领域，特别涉及一种长纤维增强热塑性复合材料生产装置。


背景技术：

2.长纤维增强热塑性复合材料，又称连续纤维增强热塑性复合材料，由于其轻质、高刚度、高韧性等特性，在汽车工业、航空航天、军工、电子等诸多领域已经广泛的应用。
3.在长纤维增强树脂复合材料中,以热塑性树脂作为树脂熔体条料和增强纤维制成的复合材料,对比热固性树脂纤维增强材料具有生产率高、工艺简单、生产和使用对环境污染更少的优势,吸引了众多机构和企业的关注和研究。其中，采用可生物降解聚合物和植物纤维制成的复合材料,具有可再生和对环境无害性,已经成为复合材料研究的热点之一。
4.传统的纤维增强热塑性树脂复合材料制备方法,一般先采用物理或化学的方法预先制备树脂熔体条料和增强体的共混体,其中，物理方法包括使用捏炼设备或挤出设备将纤维和树脂熔体条料熔融共混法,树脂熔体条料热熔涂覆法,以及将树脂熔体条料纺成纱再与纤维混纺制成混纤纱法。化学方法一般采用将增强纤维在树脂熔体条料的溶液中浸渍,再将溶剂烘干制成树脂熔体条料包覆在增强体上的共混体，制成共混体后再通过模压或注塑等设备加工成各类的复合材料的制品。
5.然而，上述纤维增强热塑性树脂复合材料的方法中,树脂熔体条料熔融共混法对纤维的长度和强度破坏大,无法制备长纤维增强聚合物，树脂熔体条料热熔涂覆法以及混纤纱法的成型设备复杂,工序繁琐，而化学浸渍法存在浪费大、生产效率低、溶剂挥发对环境有害等缺点。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种长纤维增强热塑性复合材料生产装置，其可连续制备长纤维热塑性复合材料，生产效率高；成型过程中通过滚压方式粘结，提高粘结性能。
7.为达到上述目的，本实用新型实施例提出了一种长纤维增强热塑性复合材料生产装置，包括模头体、滚压机构及挤压机；
8.模头体包括模头座、口模及芯棒，模头座内轴向设置穿孔，口模设置在模头座的侧部，芯棒内部轴向设置第一通道，第一通道用于通入长纤维，芯棒位于穿孔内，芯棒外侧壁螺旋设置凹槽，凹槽与模头座内壁及口模内壁形成第二通道，第二通道用于通入熔体；
9.滚压机构设置在模头体一侧，滚压机构接收第一通道的长纤维及第二通道的熔体并将长纤维及熔体热复合压接；
10.挤压机设置在模头体侧壁，挤压机与模头体连接并将熔体输送至第二通道内。
11.根据本实用新型实施例的一种长纤维增强热塑性复合材料生产装置，在生产长纤维增强热塑性复合材料时，将长纤维从第一通道进入滚压机构，同时开启挤压机，待挤压机
稳定后，挤压机将熔体送入第二通道，并经第二通道进入滚压机构，滚压机构将长纤维及熔体热复合压接；由于第二通道呈环形通道，使得熔体位于长纤维的两侧，从而使得长纤维能够与熔体进行有效粘结，粘结性能好。
12.另外，根据本实用新型上述实施例提出的一种长纤维增强热塑性复合材料生产装置，还可以具有如下附加的技术特征：
13.进一步，模头座一侧设置第一导轮及第二导轮，长纤维经第一导轮及第二导轮进入第一通道。
14.进一步，滚压机构包括驱动件、第一辊轮及第二辊轮，驱动件与第一辊轮及第二辊轮连接并驱使第一辊轮及第二辊轮互相靠近或者互相远离，第一辊轮及第二辊轮互相靠近而将长纤维及熔体热复合压接。
15.进一步，模头体侧部设置有便于测量温度的热电偶。
16.进一步，芯棒的头部设置有导向器。
17.进一步，芯棒的尾部通过螺丝固定在模头座一侧上，芯棒的头部穿过穿孔，口模穿过芯棒的头部并通过螺丝固定在模头座另一侧上。
附图说明
18.图1为根据本实用新型实施例的长纤维增强热塑性复合材料生产装置的结构示意图。
19.标号说明
20.模头体1
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模头座11
21.第一导轮111
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第二导轮112
22.口模12
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芯棒13
23.第一通道131
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凹槽132
24.第二通道133
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导向器134
25.热电偶14
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滚压机构2
26.第一辊轮21
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第二辊轮22
27.挤压机3。
具体实施方式
28.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
29.如图1所示，本实用新型实施例的一种长纤维增强热塑性复合材料生产装置，包括模头体1、滚压机构2及挤压机3。
30.模头体1包括模头座11、口模12及芯棒13，模头座11内轴向设置穿孔，口模12设置在模头座11的侧部，芯棒13内部轴向设置第一通道131，第一通道131用于通入长纤维，芯棒13位于穿孔内，芯棒13外侧壁螺旋设置凹槽132，凹槽132与模头座11内壁及口模12内壁形成第二通道133，第二通道133用于通入熔体。
31.滚压机构2设置在模头体1一侧，滚压机构2接收第一通道131的长纤维及第二通道133的熔体并将长纤维及熔体热复合压接；挤压机3设置在模头体1侧壁，挤压机3与模头体1连接并将熔体输送至第二通道133内。其中，挤压机3稳定的熔体可以为热塑性塑料。本实用新型可连续制备长纤维热塑性复合材料，生产效率高；成型过程中通过滚压方式将塑料与纤维粘结，提高纤维与塑料之间的粘结性能。
32.在生产长纤维增强热塑性复合材料时，将长纤维从第一通道131进入滚压机构2，同时开启挤压机3，待挤压机3稳定后，挤压机3将熔体送入第二通道133，并经第二通道133进入滚压机构2，滚压机构2将长纤维及熔体热复合压接；由于第二通道133位于为环形通道，使得熔体位于长纤维的两侧，从而使得长纤维能够与熔体进行有效粘结，粘结性能好。
33.可选地，模头座11一侧设置第一导轮111及第二导轮112，长纤维经第一导轮111及第二导轮112进入第一通道131，如图1所示，本示例中，第一导轮111及第二导轮112设置均设置为一个，长纤维经过第一导轮111及第二导轮112而进入第一通道131，使得长纤维有序进入第一通道131内。
34.作为一个示例，滚压机构2包括驱动件(图中未示出)、第一辊轮21及第二辊轮22，驱动件与第一辊轮21及第二辊轮22连接并驱使第一辊轮21及第二辊轮22互相靠近或者互相远离，第一辊轮21及第二辊轮22互相靠近而将长纤维及熔体热复合压接。第一辊轮21及第二辊轮22互相靠近，以挤压长纤维及熔体，使得长纤维及熔体有效压接，使之加捻并复合，然后，经冷却后得到长纤维增强热塑性复合材料。
35.为了便于测量模头体1内的温度，模头体1侧部设置有热电偶14。为了改变长纤维及熔体的状态，芯棒13的头部设置有导向器134。
36.在一些示例中，芯棒13的尾部可以通过螺丝固定在模头座11一侧上，芯棒13的头部可以穿过穿孔，口模12穿过芯棒13的头部并通过螺丝固定在模头座11另一侧上，如此设置，有效将芯棒13进行固定，提高稳定性。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通
过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
42.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。