[发明专利]一种制备连续纤维增强热塑性预浸带的设备及方法

权利要求书

1.一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的方法，特征在于，所述预浸料是一根单向带，或由多根平行的单向带组成的宽幅预浸带，而且，特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤(1)：将连续纤维通过展纱装置展宽、薄层化；

将步骤(1)中获得的薄层化纤维束依次通过粉末浸渍槽、加热通道、对压辊，实现树脂对纤维的第一次浸渍；

步骤(2)：在牵引作用下将薄层化纤维束通过粉末浸渍槽，在挤压和摩擦作用下使粉末浸入纤维束内，所述的粉末浸渍槽内充满热塑性树脂粉末，槽内设置有5-9根平行的浸渍辊，所述的粉末浸渍槽内充满热塑性数值粉末；粉末浸渍槽和加热通道之间存在一个塑料或金属材质的限制器，该限制器垂直于纤维束方向为弧形，可上下移动用以刮掉纤维束上表面多余树脂粉末，控制第一次粉末浸渍过程中纤维上的树脂含量，并使树脂粉末在纤维束上表面分布均匀；

步骤(3)：使用测厚仪对步骤(2)所获得的初步预浸带的厚度进行测量，并将测量结果传输给粉末涂覆装置；

步骤(4)：利用导辊使步骤(3)预浸带反向折返，使得预浸带的背面翻折到上方，进入粉末涂覆装置，对预浸带背面进行粉末涂覆；

步骤(5)：步骤(4)的预浸带再次进入步骤(2)中的加热通道，然后经过对压辊进行压平、定型；

步骤(5)的预浸料通过卷绕机收卷。

2.根据权利要求1所述的一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的方法，特征在于，同时进入展纱装置的纤维束数量为1束或多束。

3.根据权利要求2所述的一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的方法，特征在于，同时进入展纱装置的纤维束数量为50束。

4.根据权利要求2所述的一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的方法，特征在于，同时进入展纱装置的纤维束数量为200束。

5.根据权利要求1所述的一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的方法，特征在于，所述粉末形式的树脂是热塑性聚合物或者热塑性聚合物的混合物，粉末粒径10μm～200μm。

6.根据权利要求5所述的一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的方法，特征在于，所述热塑性树脂或者热塑性树脂的混合物选自：聚芳基醚酮(PAEK)，聚芳基醚酮酮(PAEKK)，芳族聚醚酰亚胺(PEI)；聚芳基砜，聚芳基硫醚，聚酰胺(PA)，聚丙烯酸酯，或者氟化聚合物；以及它们的混合物。

7.根据权利要求6所述的一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的方法，特征在于，聚芳基醚酮(PAEK)为聚醚醚酮(PEEK)；聚芳基醚酮酮(PAEKK)为聚醚酮酮(PEKK)；聚芳基砜为聚苯砜(PPSU)；聚芳基硫醚为聚苯硫醚(PPS)；聚酰胺(PA)为任选地通过脲单元改性的芳香族聚酰胺；聚丙烯酸酯为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；或者氟化聚合物为聚偏氟乙烯(PVDF)。

8.根据权利要求7所述的一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的方法，特征在于，所述纤维为包含连续纤维，其选自碳纤维、玻璃纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维、硅石纤维、天然纤维，或者热塑性纤维，所述热塑性纤维的玻璃化转变温度Tg高于所述聚合物或者所述聚合物的混合物的Tg，或者，当所述聚合物或者所述聚合物的混合物为半结晶的时，所述热塑性纤维的熔融温度Tf高于所述聚合物或者所述聚合物的混合物的Tf，或者所述纤维中的两种或更多种的混合物。

9.根据权利要求8所述的一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的方法，特征在于，所述天然纤维为亚麻、大麻、剑麻、丝或者纤维素纤维，所述纤维为碳纤维、玻璃纤维或碳化硅纤维的混合物。

10.根据权利要求9所述的一种制备连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的方法，特征在于，所述碳纤维为6K、12K、24K碳纤维。