[实用新型]一种制备聚乙烯纤维增强层压布的复合装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及制备纤维增强层压布的复合装置及复合方法，具体涉及制备聚乙烯纤维增强层压布的复合装置及复合方法。 

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维也称高强高模聚乙烯(HSHMPE)纤维或伸长链(ECPE)聚乙烯纤维，是指相对分子质量在(1～6)×10⁶的聚乙烯，经纺丝-超拉伸后制成的超高分子质量聚乙烯纤维。它是继碳纤维、芳纶(Kevlar)纤维之后的第三代高性能纤维，本文简称聚乙烯纤维。聚乙烯纤维增强复合材料与其它纤维增强复合材料相比，具有质量轻、耐冲击、介电性能高等优点，在现代化战争和航空航天、海域防御、武器装备等领域发挥着举足轻重的作用。同时，该纤维在汽车、船舶、医疗器械、体育运动器材等领域亦有广阔的应用前景。因此，聚乙烯纤维自问世起就倍受重视，发展很快。 

由聚乙烯纤维无纬布经交错复合而成的复合材料(又称UD复合材料)在防弹领域有着重要的应用。目前通常采用层压方法制备聚乙烯纤维增强复合材料，经过如下工艺步骤：无纬布的制备-无纬布层压成型-纤维增强复合材料的定型。无纬布(UD布)又称单向布或者经向布，是指将基体树脂涂布在单向纤维上，然后经过干燥制成薄布。同经纬纺织布相比，无纬布避免了经纬纱线的交织，纤维不会发生多次的折压弯曲，因此不会降低纤维的原始力学性能；另外，经纬交织处容易出现空隙，影响复合材料性能，而无纬布则是纤维平行排列，因此复合材料会在最大程度上继承纤维的力学性能。无纬布层压成型工艺是指按照需要将多层无纬薄布在一定的温度和压力下初步成型，各层间纤维薄布叠层角度随性能要求可呈(0/90°)_n、(0°)_n、(0/+45°/-45°/90°)_n等多种分布。无纬布进行层压成型后，再进行一步的加压固化制成纤维增强复合材料。无纬布层压成型工艺对于最终的复合材料性能有着重要的影响，层压时的温度和压力是无纬布层压成型工艺的两个重要参数，层压过程中，基体树脂被加热到玻璃化温度与熔点之间，然后冷却成型。另外，铺设时，还要注意以下问题：层与层之间的错位，如果层与层之间发生错位， 会影响下一层的铺设，并造成最终尺寸的偏差，严重的还会导致材料的报废；避免产生气包，即在铺设无纬布时，要防止空气被压到布层之间产生气包；保证压力均匀，如果压力不均，最终会出现复合材料板性能不均的现象。 

中国专利文献CN101514527公开了一种制备聚乙烯纤维增强复合材料的复合机，包括机架：压辊，装在所述机架上，所述压辊包括一中空辊筒、安装在中空滚筒内的加热装置；驱动所述压辊旋转的驱动装置；支承辊，装在所述机架上并位于所述压辊的下方，所述支承辊表面由弹性材料制成；可升降支承辊使所述压辊与支承辊保持压力接触的支承辊升降装置。该实用新型提供一种带有内置加热装置的中空压辊和一个通过使用液压装置加压的支承辊可以对聚乙烯纤维无纬布在指定的温度和压力下进行层压成型，但是，聚乙烯纤维无纬布材质比较柔软，因此在送入压辊与支撑辊时，无纬布容易发生局部的堆叠，相邻的无纬布之间容易残留空气，因此导致层压后的复合布中间有气泡，从而影响了复合布的性能。 

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于，提供一种能够制备聚乙烯纤维增强层压布的复合装置，与现有技术相比，本实用新型提供的复合装置可以将无纬布在进行层压之前进行充分的铺展，防止在无纬布之间残留空气。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种制备聚乙烯纤维增强层压布的复合装置，依次包括： 

将聚乙烯纤维无纬布卷放开的放卷装置； 

将所述放开的无纬布铺展的铺展装置，所述铺展装置包括旋转轴和安装在所述旋转轴两端的第一旋转支架和第二旋转支架，所述第一旋转支架和第二旋转支架由所述旋转轴带动旋转，在所述第一旋转支架和第二旋转支架之间设有多个以所述旋转轴为圆心呈圆周排列的铺展辊，所述铺展辊的表面具有沿着其表面成螺旋线延伸的沟槽 

对经过铺展的无纬布卷进行层压成型的成型装置； 

将层压成型后的聚乙烯纤维层压布收卷的收卷装置。 

优选的，所述铺展装置上的沟槽是从所述铺展辊的中间向两端对称延伸的、螺旋方向相反的沟槽。 

优选的，所述呈螺旋线延伸的沟槽的导程角为15°～45°。 

优选的，所述铺展辊的数量为4个～20个。 

优选的，所述放卷装置包括机架和安装在机架上的放卷轴。 

优选的，所述成型装置包括：