泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统

本发明属于碳纤维预浸料生产制造领域，特别提供了一种泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统。

背景技术：

1、连续纤维增强热塑性复合材料例如碳纤维具有密度低、韧性强，耐腐蚀、耐疲劳等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、能源、医疗等领域。预浸料作为制备连续纤维增强热塑性复合材料的中间材料，其性能的好坏将对该材料的性能产生直接的影响，其中，树脂浸渍程度的好坏是影响制备的预浸料性能的一个重要因素。

2、热塑性树脂(如peek、pps等)同比热固性树脂，黏度大，流动性差，对碳纤维的浸渍能力差，因此，不宜采用热熔法制备预浸料。预浸料产品质量重要指标之一就是预浸料树脂含量和厚度。泥浆法制备工艺是将高性能热塑性树脂研磨成细小的颗粒并均匀分散至树脂槽中，展丝后的碳纤维通过树脂槽中的泥浆，辅以多组压辊促进悬浮颗粒进入碳纤维中，使纤维表面均匀地润湿和浸润。该种工艺适用于各种热塑性树脂，只要将树脂粉碎到规定粒子直径，就可使用，树脂浸透性好，尤其是高熔点，如peek；工艺过程树脂熔融态停留时间短，避免了高温长时间造成热降解，对温度敏感的树脂也适用，水做载体，资源丰富，容易从预浸料中除去，不污染环境，对产品性能无影响。然而，随着树脂浸渍过程的进行，浸胶池中会出现水分蒸发以及泥浆损耗，这就需要实时补给泥浆以及实现泥浆的循环，以保证稳定均匀的浸渍效果。

3、因此，提出一种结构简单、方便维护的树脂浸渍循环补给系统，以便于实现泥浆的补给及泥浆的循环，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，以解决现有技术存在的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，包括：机架、浸胶池、浸胶辊、托辊、挤胶装置和储液罐，其中，所述浸胶池和储液罐均安装于所述机架上，所述浸胶池的底部设置浸胶池入液管，所述浸胶池侧面偏上位置设置有浸胶池第一排液管，所述托辊和挤胶装置分别设置于所述浸胶池上顶面的两端，所述浸胶辊设置于所述浸胶池内部，所述储液罐为内外双层结构，所述储液罐上设置有外料入液口、外料出液口、加油口和放油口，所述外料入液口和外料出液口均与所述储液罐的内层连通，所述加油口和放油口均与储液罐的外层连通，所述储液罐的外层内还设置有加热棒，所述储液罐的内层内设置有搅拌棒，所述储液罐顶部设置有与所述搅拌棒连接的驱动电机，所述储液罐的侧方安装有液位计，所述外料出液口通过挠性泵与所述浸胶池入液管连接，所述外料入液口与所述浸胶池第一排液管连接。

3、优选，所述外料入液口位于所述外料出液口的上方，所述加油口位于所述放油口的上方。

4、进一步优选，所述储液罐包括罐体和上盖，所述上盖由三部分组成，分别为位于中间的固定部分和连接于所述固定部分两侧的可抽拉移动部分，所述驱动电机安装于所述固定部分上。

5、进一步优选，所述浸胶辊包括固定式浸胶辊和移动式浸胶辊，所述固定式浸胶辊固定安装在所述浸胶池内，所述移动式浸胶辊通过浸胶辊升降机构驱动其升降，进而使所述移动式浸胶辊与所述固定式浸胶辊配合，实现对预浸料的压紧。

6、进一步优选，所述固定式浸胶辊和移动式浸胶辊均为多个且各呈一排设置，所述固定式浸胶辊与移动式浸胶辊上下错位设置。

7、进一步优选，所述浸胶辊升降机构包括固定机架、升降机架、导向柱和升降驱动机构，其中，所述固定机架固定于所述浸胶池的正上方，所述升降机架设置于所述固定机架的正下方，所述导向柱与所述升降机架连接并穿过所述固定机架，所述升降驱动机构安装于所述固定机架上且其可升降的底端与所述升降机架连接，用于驱动所述升降机架在所述导向柱的导向下进行升降，所述移动式浸胶辊安装于所述升降机架上。

8、进一步优选，所述导向柱为多根且均匀分布于所述升降机架的正上方，所述升降驱动机构安装于所述升降机架正上方的中心位置。

9、进一步优选，所述挤胶装置包括主动挤胶辊、从动挤胶辊和主动挤胶辊挤胶力度调整装置，所述从动挤胶辊固定于所述浸胶池的上顶面，所述主动挤胶辊位于所述从动挤胶辊的斜上方并与所述主动挤胶辊挤胶力度调整装置连接，所述主动挤胶辊挤胶力度调整装置包括主动挤胶辊托架、砝码支架、配重砝码和锁止螺母，其中，所述主动挤胶辊托架的一端铰接于固定位置，所述主动挤胶辊托架的另一端安装所述主动挤胶辊，所述配重砝码通过所述砝码支架固定在所述主动挤胶辊托架上并通过所述锁止螺母锁紧。

10、进一步优选，所述泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统还包括保温罩，所述机架、浸胶池、浸胶辊、托辊、挤胶装置和储液罐均设置于所述保温罩内。

11、进一步优选，所述机架为方钢管焊接结构且底部由钢板焊接成底面，所述底面安装地脚支撑，用于调整机架的整体水平度

12、本发明提供的泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，结构合理，可连续运行、可以实现浸胶池内树脂悬浮液的实时补给、混合及循环、生产效率高，纤维浸渍更均匀。

技术特征：

1.一种泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，其特征在于，包括：机架(1)、浸胶池(2)、浸胶辊(3)、托辊(4)、挤胶装置(5)和储液罐(6)，其中，所述浸胶池(2)和储液罐(6)均安装于所述机架(1)上，所述浸胶池(2)的底部设置浸胶池入液管(21)，所述浸胶池(2)侧面偏上位置设置有浸胶池第一排液管(23)，所述托辊(4)和挤胶装置(5)分别设置于所述浸胶池(2)上顶面的两端，所述浸胶辊(3)设置于所述浸胶池(2)内部，所述储液罐(6)为内外双层结构，所述储液罐(6)上设置有外料入液口(61)、外料出液口(62)、加油口(63)和放油口(64)，所述外料入液口(61)和外料出液口(62)均与所述储液罐(6)的内层连通，所述加油口(63)和放油口(64)均与储液罐(6)的外层连通，所述储液罐(6)的外层内还设置有加热棒(65)，所述储液罐(6)的内层内设置有搅拌棒(66)，所述储液罐(6)顶部设置有与所述搅拌棒(66)连接的驱动电机(67)，所述储液罐(6)的侧方安装有液位计(68)，所述外料出液口(62)通过挠性泵(69)与所述浸胶池入液管(21)连接，所述外料入液口(61)与所述浸胶池第一排液管(23)连接。

2.根据权利要求1所述泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，其特征在于：所述外料入液口(61)位于所述外料出液口(62)的上方，所述加油口(63)位于所述放油口(64)的上方。

3.根据权利要求1所述泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，其特征在于：所述储液罐(6)包括罐体(601)和上盖(602)，所述上盖(602)由三部分组成，分别为位于中间的固定部分和连接于所述固定部分两侧的可抽拉移动部分，所述驱动电机(67)安装于所述固定部分上。

4.根据权利要求1所述泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，其特征在于：所述浸胶辊(3)包括固定式浸胶辊(31)和移动式浸胶辊(32)，所述固定式浸胶辊(31)固定安装在所述浸胶池(2)内，所述移动式浸胶辊(32)通过浸胶辊升降机构(7)驱动其升降，进而使所述移动式浸胶辊(32)与所述固定式浸胶辊(31)配合，实现对预浸料的压紧。

5.根据权利要求4所述泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，其特征在于：所述固定式浸胶辊(31)和移动式浸胶辊(32)均为多个且各呈一排设置，所述固定式浸胶辊(31)与移动式浸胶辊(32)上下错位设置。

6.根据权利要求4所述泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，其特征在于：所述浸胶辊升降机构(7)包括固定机架(71)、升降机架(72)、导向柱(73)和升降驱动机构(74)，其中，所述固定机架(71)固定于所述浸胶池(2)的正上方，所述升降机架(72)设置于所述固定机架(71)的正下方，所述导向柱(73)与所述升降机架(72)连接并穿过所述固定机架(71)，所述升降驱动机构(74)安装于所述固定机架(71)上且其可升降的底端与所述升降机架(72)连接，用于驱动所述升降机架(72)在所述导向柱(73)的导向下进行升降，所述移动式浸胶辊(32)安装于所述升降机架(72)上。

7.根据权利要求6所述泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，其特征在于：所述导向柱(73)为多根且均匀分布于所述升降机架(72)的正上方，所述升降驱动机构(74)安装于所述升降机架(72)正上方的中心位置。

8.根据权利要求1所述泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，其特征在于：所述挤胶装置(5)包括主动挤胶辊(51)、从动挤胶辊(52)和主动挤胶辊挤胶力度调整装置，所述从动挤胶辊(52)固定于所述浸胶池(2)的上顶面，所述主动挤胶辊(51)位于所述从动挤胶辊(52)的斜上方并与所述主动挤胶辊挤胶力度调整装置连接，所述主动挤胶辊挤胶力度调整装置包括主动挤胶辊托架(531)、砝码支架(532)、配重砝码(533)和锁止螺母(534)，其中，所述主动挤胶辊托架(531)的一端铰接于固定位置，所述主动挤胶辊托架(531)的另一端安装所述主动挤胶辊(51)，所述配重砝码(533)通过所述砝码支架(532)固定在所述主动挤胶辊托架(531)上并通过所述锁止螺母(534)锁紧。

9.根据权利要求1所述泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，其特征在于：还包括保温罩(8)，所述机架(1)、浸胶池(2)、浸胶辊(3)、托辊(4)、挤胶装置(5)和储液罐(6)均设置于所述保温罩(8)内。

10.根据权利要求1所述泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，其特征在于：所述机架(1)为方钢管焊接结构且底部由钢板焊接成底面，所述底面安装地脚支撑(11)，用于调整机架(1)的整体水平度。

技术总结本发明公开了一种泥浆法制备热塑性预浸料用树脂浸渍循环补给系统，包括：机架、浸胶池、浸胶辊、托辊、挤胶装置和储液罐，其中，所述浸胶池和储液罐均安装于所述机架上，所述浸胶池的底部设置浸胶池入液管，所述浸胶池侧面偏上位置设置有浸胶池第一排液管，所述托辊和挤胶装置分别设置于所述浸胶池上顶面的两端，所述浸胶辊设置于所述浸胶池内部，所述储液罐为内外双层结构，内层与浸胶池形成循环且内部设置搅拌棒，外层设置油液和加热棒，用于加热内层的树脂悬浮液，所述储液罐的侧方安装有液位计。该树脂浸渍系统，结构合理，可连续运行、可以实现浸胶池内树脂悬浮液的实时补给、混合及循环、生产效率高，纤维浸渍更均匀。技术研发人员：王启家,王明海,傅莉,王学智,钱程旺,肖康,陈香池受保护的技术使用者：沈阳航空航天大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29