[发明专利]长纤维增强热塑性复合材料直接在线加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及直接法长纤维增强热塑性复合材料在线加工生产线。

背景技术

长纤维热塑性复合材料（LFT）是当前国外热塑性复合材料的开发热点，具有轻质高强、环保可回收等特点，广泛应用于汽车、电器、轨道交通、建筑行业及民用、轻工业领域。

目前能够提供整套长纤维增强热塑性复合材料直接在线加工（LFT-D）生产线的主要有德国科倍隆W&P公司的D-LFT系统生产线，德国迪芬巴赫（Dieffenbacher）公司的LFT-D-ILC生产线等。上述生产线玻璃纤维的切断、分散以及玻纤与聚合物的复合均是在螺杆挤出机内进行，由此带来的问题是：玻纤的长度受到螺杆螺距的限制，一般只能达到20mm~25mm左右。由于螺杆对玻纤的磨损，导致制品的性能降低。螺杆结构相对固定，对于产品各种不同的性能需求，需要更换不同的螺杆元件。玻璃纤维对螺杆元件的磨损严重，每生产一定数量的产品，就需要对磨损的螺杆元件进行更换，生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长纤维增强热塑性复合材料直接在线加工设备，力求实现更长的玻纤长度，更好的制品性能，更低廉的生产投入。

本发明主要由螺杆挤出机、片材切断机、压机、控制系统组成；解决其技术问题所采用的技术方案是采用独立的玻璃纤维切断分散装置及独立的恒温不锈钢传送带，玻纤切断分散装置由聚氨酯支承辊及碳钢刀辊组成，刀辊上嵌有不锈钢刀片。玻纤切断分散装置、螺杆挤出机固定在恒温平行不锈钢传送带的前端，挤出机出口及玻纤出口伸入到恒温不锈钢传送带的保温罩内。保温罩包覆在整条恒温不锈钢带外部，保温罩内设置红外线加热装置。恒温不锈钢传送带中间段装有不锈钢带压延机，通过调节装置固定在恒温不锈钢正上方，调节装置由带有螺纹的调节螺杆及调节手柄组成。压延机为辊带式结构，不锈钢传送带包覆在空心压辊外部。恒温不锈钢传送带尾部装有片材切断机，此装置为滚筒式结构，不锈钢刀片安装在滚筒四周。

本发明的有益效果是：（1）由于玻纤切断为独立装置，避免了玻纤的磨损。玻纤长度可根据工艺需要自由确定，使成品具有更优良的性能。（2）机组可采用一整条长不锈钢传送带，也可采用多组短不锈钢传送带组合，模块化组合结构，可根据需要自由设置一组或多组模块。（3）玻纤与熔融聚合物复合层数、玻纤排布均可自由设计，可制作各种不能性能需求的热塑片材。（4）整套机组结构简单，设置灵活，有效的降低了生产投入成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

附图1为本发明结构示意图；

图中1底架、2保温罩、3不锈钢传送带、4滚筒、5传动机构、6压延机、7片材切断机、8双螺杆挤出机、9玻纤预热装置、10玻纤切断分散装置、11调节装置、12红外线加热装置、13控制系统。

具体实施方式

如图所示：传动机构（5）、滚筒（4）固定在底架（1）上。滚筒（4）内部为空心结构，内通导热油，外面包覆有不锈钢传送带（3）。不锈钢传送带（3）头部依次设置有双螺杆挤出机（8）、纤维切断分散装置（10）、双螺杆挤出机（8）。双螺杆挤出机（8）、纤维切断分散装置（10）物料出口悬靠在不锈钢传送带（3）正上方并与不锈钢传送带（3）保留一定距离。纤维切断分散装置（10）内装有玻纤预热装置（9）。不锈钢传送带（3）中部设有压延机（6），压延机（6）由传动机构（5）、滚筒（4）、不锈钢传送带（3）、调节装置（11）组成，由传动机构（5）进行动力驱动循环运转。压延机（6）通过调节装置（11）固定在不锈钢传送带（3）上方。通过调节装置（11）的调节，可调整压延机（6）的不锈钢传送带（3）与不锈钢传送带（3）的间距，来控制生产的片材厚度。不锈钢传送带（3）尾部装有片材切断机（7），对生产出的片材按工艺要求长度进行切割。在底架（1）上部覆盖有保温罩（2），保温罩（2）将整条不锈钢传送带（3）生产线包覆在内。双螺杆挤出机（8）、纤维切断分散装置（10）的物料出口伸入到保温罩（2）内，其余部分留在保温罩（2）外部。保温罩（2）内部设有多组红外线加热装置（12）。

工作时，按工艺需要在控制系统（13）设置好各项技术参数。把聚合物物料加入到双螺杆挤出机（8）中。熔融聚合物从挤出机模头平覆在不锈钢传送带（3）上。连续玻纤粗纱经过纤维切断分散装置（10）内的玻纤预热装置（9）预热后，经过玻纤切断装置（10）切断、分散，分散后的无规长玻纤通出纤维切断分散装置（10）的出口撒落在双螺杆挤出机（8）挤出的熔融聚合物上。经过第二台双螺杆挤出机（8）熔融的聚合物从挤出机模头平覆在无规长玻纤层上，形成熔融聚合物——无规长玻纤——熔融聚合物铺层。根据工艺需求确定熔融聚合物、玻纤各自的铺层厚度及铺放层数。铺层混合物通过压延机（6）进行压延、浸润、混合，形成片材。压延好的片材经过片材切断机（7）切断，机械手把切割后的片材放入压机进行模压定形。