[发明专利]一种热塑性复合材料预浸料单向带的生产线及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及热塑性复合材料生产技术领域，特别涉及一种热塑性复合材料预浸料单向带的生产线及生产方法。

背景技术

目前，在航天航空技术领域使用的复合材料有传统的热固性复合材料和较先进的高性能热塑性复合材料。其中热固性复合材料以增强纤维为载体，采用的树脂基为环氧类树脂，熔化温度80℃，成型固化120℃温度，所需固化时间为8小时，并且成型时需要较昂贵的热压罐设备。热固性复材环境友好性差并且废弃物难以回收处理，这些条件制约它在应用上的扩展。而先进的热塑性复材与热固性复合材料相比，其增强纤维不变，仅是树脂发生改变，但是热塑性复合材料与热固性复合材料相比，其在强度、韧性、耐腐蚀、耐热性能、抗蠕变、抗损伤、抗冲击的多方面的性能均优于热固性复合材料。

目前，在国内对热固性复合材料的生产及应用已经比较成熟，但在热塑性复合材料的应用与开发上还处于比较落后的阶段。目前，对于热塑性复合材料的使用还主要依赖进口，而上世纪60年代开始，高性能连续纤维增强热塑性复合材料已受到欧美日发达国家重视，并取得许多突破性进展，目前较普遍的应用于航天航空领域。

尽管国内对热固性复合材料的生产已经有比较成熟的技术，但由于热固性复合材料使用的环氧类树脂在熔化温度下流动性较好，可渗透于纤维间，而热塑性复合材料的树脂为高分子粉末状，例如PEEK(聚醚醚酮)，其在常温下为白色粉末，在340℃熔化温度时，融化为粘稠的胶状物，流动性较差，不能自动渗透于纤维之间。因此现有的热固性复合材料的生产方法和生产设备不适用于热塑性复合材料的生产，因此，自主研发热塑性复合材料预浸料的生产设备及生产方法对我国航天事业的发展是非常必要的。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种热塑性复合材料预浸料单向带的生产线及生产方法，由该生产线及生产方法生产的预浸料单向带具有强度高、韧性好、耐腐蚀、耐热性能高、抗蠕变、抗损伤、抗冲击的特性。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

1.一种热塑性复合材料预浸料单向带的生产线，其特征在于：按照纤维纱的走向，所述生产线由纤维放卷装置、前端牵引装置、水浸装置、预热装置、薄膜放卷装置、热压装置、薄膜收卷装置，后端牵引装置及单向带收卷装置依次衔接构成；

所述纤维放卷装置包括放纱机架，所述放纱机架由放纱底架和设置在纺纱底架上端的放纱立架构成；包括支撑在放纱立架上的一组或上下布置的多组纱卷支撑装置，每组纱卷支撑装置均包括用于支撑纱卷的纱筒芯轴和安装在纱筒芯轴端部的制动器构成；包括支撑在放纱立架上使纤维纱以固定方向输出给前端牵引装置的一组或多组导纱装置，导纱装置与纱卷支撑装置一一对应；

所述前端牵引装置包括前牵引机架，所述前牵引机架由前牵引底架和设置在前牵引底架上端的前牵引立架构成；包括前牵引部件，所述前牵引部件由支撑在前牵引立架一侧的前输入牵引辊和前输出牵引辊、设置在前牵引立架另一侧的前牵引电机及将前牵引电机的动力传递给前输入牵引辊和前输出牵引辊的前牵引传动机构构成，前输出牵引辊和前输入牵引辊上下错开布置；包括前端张力检测部件，前端张力检测部件设置在前输入牵引辊的前端或设置在前输出牵引辊的后端；

所述水浸装置包括浸槽基座，在浸槽基座上支撑有装浸液的水浸槽，在浸槽基座上靠近水浸槽两端的部位分别设有将纤维纱引入到水浸槽内的输入导辊和将纤维纱引出水浸槽的输出导辊；包括将纤维纱压入到水浸槽内的槽内导纱组件，所述槽内导纱组件由槽内导纱基架、导纱基架上下调节机构及伸入到水浸槽内的多个槽内导辊构成，槽内导纱基架由设置在浸槽基座上端的顶架及设置在顶架下端、且伸入到水浸槽内的多组导纱立架构成，多个槽内导辊一一支撑在多组导纱立架上靠近下端部位；包括能使水浸槽内的浸液呈滚动状态的浸液循环系统；

所述预热装置包括预热基座，在预热基座的上端支撑有预热筒或预热箱体，在预热筒或预热箱体的中心设有供纤维纱穿过的通孔；