[实用新型]一种多轴向线束增强的热塑性预固结片材

说明书

技术领域

本实用新型将连续展纤引入多轴向经编工艺，通过技术创新组合成新型的生产线，制备高性能的热塑性复合材料。具体的是涉及一种多轴向线束增强热塑性预固结片材。

背景技术

经编技术是近几年发展起来的一种适用于制备高性能纤维织物多轴向增强热塑性复合材料的方法；先将热塑性基体纤维和增强纤维较好地结合到一起，形成经编织物的热塑基材，通过热压成型制备连续纤维增强热塑性复合材料。这种技术制得的复合材料具有使纤维保持平直状态，织物的柔顺性和铺覆性较好，(纤维方向与结构)形状可调，力学性能损失小等特点。这种纺织技术的高效和自动化，可以简化工艺、降低成本。通过进一步优化工艺和材料结构，实现消除材料的干纤维区、降低孔隙率、减少纤维束冲断以及缝编线等缺陷的目的。由于经编行业大部分产品用于热固性材料，增强材料的线束不用展纤就可以实现增强材料的浸渍工程。所以，利用经编技术制备连续纤维多轴向增强的热塑性材料仍存在不少的技术瓶颈。

目前国内外制造连续纤维增强热塑性预固结片材的方法主要采用熔体浸渍法。现有技术中，利用熔融法先制作单向预浸带，再通过裁剪单向带并按预准向侧铺或重叠铺放，再制备成多轴向结构的预固结片材。这一方法的缺点在于：只能生产单向的预浸带；模头设计复杂，制造成本高；难以控制发生在模头内部的纤维浸渍的工艺过程，难以处理生产过程中模头，纤维排布和穿纱困难；片(板)材的宽度也因模头复杂使宽度受到了制约(通常是先做窄的卷板，再将几卷窄板并排放在一起，通过复合技术制作成一定宽度的卷板)。另外，现有技术中常采用熔体浸渍法浸渍纤维，采用双面淋膜辊压浸渍增强材料的模式制作热塑性单向预浸带，它无法实现将多轴向编织物铺设到新材料体系中，对生产高性能织物纤维的复合材料存在制约。目前制备预浸料的另一方法；该方法用溶剂与树脂混合浸渍增强材料，也就是利用湿法浸渍工艺制备具有一定厚度的单向预浸料。该法存在环保回收困难与生产成本较高的工艺缺陷，二者都不能一次性制备出具有0°/90°±45°及±60°轴向结构的预固结片材，对经编行业制备高性能纤维织物增强热塑性复合材料仍存在许多需要改进的技术缺陷。

发明目的

本实用新型的目的是提供一种通过技术创新的线束张力控制系统，解决连续展纤、经编多轴向线束、熔融浸渍线束片材工艺中的技术缺陷。如：因张力失控导致展纤不匀影响增强材料的浸渍效果；因拉幅张力过大造成铺网线束断裂，使线束分层导致疏密不匀、从而增加材料内部的空隙率。张力过小；在去除织物捆绑线之后，线束片材在流动树脂的冲击下，极易产生线束位移；导致织物结构变形；使织物增强材料熔融浸渍困难。现提供一种多轴向线束增强热塑性预固结片材。

实现本实用新型的发明目的的技术方案如下：

一种多轴向线束增强的热塑性预固结片材，其包括热塑性树脂基体以及增强纤维组成的基材。

所述的基体选自聚烯烃类树脂、热塑性聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯树脂以及高性能工程塑料，聚烯烃类树脂包括PP或PE，热塑性聚酯类树脂包括PET、PTT或PBT，聚酰胺类树脂包括尼龙6、尼龙66、尼龙12、尼龙1212或尼龙612，高性能工程塑料包括聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、改性聚苯醚(MPPO)。

所述的基材为经过展纤形成的单丝带状连续纤维集合体。

所述的基材选自无机纤维、有机纤维或金属纤维；无机纤维包括玻璃纤维或碳纤维，有机纤维包括芳香族聚酰胺纤维或超高分子量聚乙烯纤维，金属纤维包括不锈钢纤维。

所述的基材为0°方向纤维和90°方向纤维编织而成的双轴向的基材。

所述的基材为0°方向纤维和±45°或±60°或±20°或±15°方向纤维编织而成的多轴向的基材。

所述的基材编织的方向和编织的层数根据产品的受力方向和受力大小进行相应的设置。