[实用新型]一种长纤维束熔融浸渍系统及包含该系统的生产设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及成型加工设备领域，具体涉及一种长纤维束熔融浸渍系统。

背景技术

改性塑料是涉及面广、科技含量高、能创造巨大经济效益的一个塑料产业领域，而塑料改性技术更是几乎深入到所有塑料制品的原材料与成型加工过程。改性塑料的发展前景具有以下趋势：通用塑料工程化、工程塑料高性能化、特种工程塑料低成本化、纳米复合技术等高技术的应用、改性塑料的绿色、环保、低碳、循环再利用。

长纤维增强热塑性塑料(LongFiberReinforcedThermoplastics,LFT)是近年来取得突破进展的高性能新材料，可以弥补或取代常规短纤维增强热塑性塑料(ShortFiberReinforcedThermoplastics,SFT)的许多不足和缺点。长纤维增强技术是实现通用塑料工程塑料化和工程塑料高性能化目标的关键核心技术，已普遍受到国内外复合材料科研与工业界的广泛重视和开发生产。与SFT相比，LFT具有以下方面显著优点：1)弯曲强度、拉伸强度可提高30-100％；2)冲击韧性等抵抗应力断裂的能力可提高4-10倍；3)具有独有的三维网络结构，使得抗蠕变性能优异，尤其适合使用于高低温交变频繁场合；4)超高尺寸精度，纵横收缩率小而均匀；5)既可在普通注塑机上进行注塑成型，也可模压成型；6)低翘曲、表面光洁，浮纤少；7)即使是厚壁制件，收缩率小，制品很容易实现薄壁轻量化。正是由于LFT塑料具有上述突出的性能，被广泛应用于汽车工程塑料结构部件，替代金属零部件以节省成本、降低重量、减少能耗；替代价格高的特种工程塑料，如尼龙、聚苯硫醚等；取代热固性玻璃钢复合材料，如氨基树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂等，提高成型效率、降低成本，符合循环使用的环保要求，从而使纤维增强热塑性复合材料应用领域得到进一步的加强、扩展和深化。

当前工业规模化的长纤维增强技术是熔融浸渍法，其是将树脂加热熔融，然后使纤维束与树脂熔体相互接触作用，形成浸渍料。长纤维增强热塑性复合材料的最终性能取决于长纤维在树脂基体中的浸渍效果，如果浸渍效果不好，就无法获得性能优良的长纤维增强热塑性复合材料。

熔融浸渍过程中，熔体沿纤维方向的流动和穿透纤维方向的流动时同时发生的，可以近似视为多孔结构的流动。液体通过多孔结构流动的渗透速率μ可由Darcy经验定律给出：

μ=dxdt=kpηx]]>

熔体浸渍纤维所需的浸渍时间t_mp：

tmp=12·ηx2kμ(pm+pc)]]>

式中：k—渗透率；

x—液体流动长度；

η—液体黏度；

p—作用在液体上的压力降；

p_m—施加在熔体上的外部压力；

p_c—纤维束毛细压力。