[发明专利]酚醛树脂复合材料拉挤成型工艺及其成型装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料拉挤成型工艺及其成型装置，特别是一种酚醛树脂复合材料拉挤成型工艺及其成型装置。

背景技术

拉挤成型工艺是一种复合材料成型工艺，其基本工艺过程是，纤维增强材料（玻璃纤维无捻粗纱、玻璃纤维连续毡及玻璃纤维表面毡等），在外力的牵引下，经浸胶、预成型模板导向、热模固化，得到型材制品，并按使用要求切成一定长度的过程。

在拉挤成型工艺中，应用最多的树脂基体通常包括环氧树脂、乙烯基树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂等。在众多树脂基体中，酚醛树脂以其独特的阻燃、低烟、低毒等特性受到关注，被广泛的应用在飞机场、火车站、学校、医院等公共建筑设施及飞机内部装饰材料等各种防火阻燃场合。但使用酚醛树脂的缺陷在于，它的加工性能较差，在拉挤成型工艺中尤其突出。如在拉挤成型工艺中，通常是将纤维增强材料经过酚醛树脂胶液的浸渍，再经过预成型模板导向后，直接进入模具加热固化成型；因酚醛树脂在加热反应中，会放出部分水份、游离酚、游离醛等小分子挥发性物质，这些挥发性物质不除去，会导致成型后的产品型材疏松、强度低、质量差、酚醛树脂含量及均匀性无法得到有效控制。如何有效去除酚醛树脂拉挤成型中反应所产生的不良作用的小分子挥发性物质，有效控制成型产品中酚醛树脂的含量及均匀性，提高拉挤成型产品表面及力学性能，已成为业界技术人员急待解决的难题。

近年来，对于拉挤工艺中控制浸润纤维的树脂含量已有研究公开；如：专利号为ZL200820178349.4的中国专利公布了一种拉挤工艺中的浸胶装置，是由一个带有轴承的圆柱形滚轮和一个安装在树脂槽两侧的升降装置组成，通过升降装置连续改变滚轮轴承高度来连续控制浸润纤维的树脂含量。该方法通过改进浸胶装置使浸润纤维增强材料的树脂含量得到一定的控制，但浸胶工艺较复杂，纤维增强材料浸胶的不均匀性和使用酚醛树脂固化时小分子挥发性物质的消除问题仍没有得到解决。

到目前为止，还没有看到有关解决酚醛树脂在拉挤成型工艺中，其含量和均匀性能够得到有效控制，及其反应过程中挥发性物质可有效去除等问题的成功报道。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种在拉挤成型工艺中能够控制酚醛树脂含量、保证酚醛树脂分布均匀且可有效除去挥发性物质的拉挤成型工艺及其实现该工艺的拉挤成型装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种酚醛树脂复合材料拉挤成型装置，包括由前至后依次设置的放纱装置、浸胶槽、放毡装置、预成型模板、模具、牵引装置和切割装置；其特点为：在浸胶槽与预成型模板之间还加设有被动双辊和烘干装置；其中，被动双辊和烘干装置的安装位置与放纱装置、预成型模板、模具、牵引装置和切割装置为水平设置。

上述的放毡装置位于该被动双辊的上方；由放纱装置放出的纤维增强材料端头浸胶后和由放毡装置放出的型材表面毡端头顺序经过被动双辊、烘干装置、预成型模板、模具，由牵引装置牵引直至切割装置切割后成型为本发明的酚醛树脂复合材料；其中，牵引装置由电机驱动；纤维增强材料和型材表面毡在牵引装置的牵引作用下，带动被动双辊转动。

本发明的另一个目的，是利用上述的拉挤成型装置实现的一种酚醛树脂复合材料拉挤成型工艺，它包括纤维增强材料的放纱步骤、用酚醛树脂胶液进行浸胶的步骤、预成型模板的导向步骤、模具的固化步骤、牵引装置的拉牵步骤和切割成型步骤；其特点为：在浸胶步骤和预成型模板导向步骤之间，设置有挤压胶液的步骤和烘干步骤；所述挤压胶液步骤和烘干步骤分别由顺序设置在浸胶槽和预成型模板之间的被动双辊和烘干装置实现。

上述挤压胶液步骤的具体操作如下：在被动双辊的上方设置有一放毡装置；经浸胶后的纤维增强材料和由放毡装置放出的型材表面毡一同进入被动双辊中；通过该被动双辊的挤压，促使胶液在该纤维增强材料上均匀分布；同时，对进入被动双辊中的所述型材表面毡实施浸胶；

上述烘干步骤的具体操作如下：浸胶纤维增强材料和型材表面毡在牵引装置的拉牵作用下带动被动双辊转动，经被动双辊挤压出的浸胶纤维增强材料与浸胶型材表面毡的组合物送入烘干装置中，在60℃～120℃的烘干温度下，烘干6～10分钟，酚醛树脂胶液中小分子挥发；待烘干至纤维增强材料和型材表面毡的干湿一致后，再经预成型模板导向步骤、模具固化步骤、牵引和切割成型步骤成型为酚醛树脂复合材料。