[发明专利]连续纤维增强热塑性复合材料的成型设备及制备工艺

说明书

本发明公开了一种连续纤维增强热塑性复合材料的成型设备，包括：阳模；与所述阳模对应的阴模，所述阴模具有充满液压介质的液压腔；用以夹紧连续纤维增强热塑性复合材料的夹具；给连续纤维增强热塑性复合材料加热的加热装置；为所述液压腔提供压力的液压装置。本发明还公开了一种连续纤维增强热塑性复合材料的制备工艺。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料加工技术领域，特别涉及一种连续纤维增强热塑性复合材料的成型设备及制备工艺。

背景技术

连续纤维增强热塑性复合材料(CFRT)的预浸料形式主要有纤维预浸料和织物预浸料两种形式。玻璃纤维和碳纤维是制作连续纤维增强热塑性复合材料的主要增强材料，树脂主要采用聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等。由于连续纤维增强热塑性复合材料具有较高的强度、刚性、韧性和损伤容限，以及优异的耐高温使用性能，广泛应用于飞机、汽车、体育器械、运输、工业、医疗、船艇等。

连续纤维增强热塑性复合材料的密度低，比强度高，可以应用于安全帽(头盔)、安全鞋头、行李箱等一些壳体结构制件。但是，由于连续纤维增强热塑性复合材料预浸料在常温下属于固态，又加上纤维的延展性差，不像连续纤维增强热固性复合材料预浸料那样在模具中容易铺层，容易制备异形件。

模压法是连续纤维增强热塑性复合材料一种常用的热压成型方法，通常采用金属阴阳模。对于形状复杂的制品，模具加工费高，另外模具料腔设计裕度要准确。而对于安全帽(头盔)、安全鞋头、行李箱等一些壳体结构制件，由于金属阴阳模侧压不高，整体压力不均匀，会导致复合材料在结构发生异形变化时产生褶皱和折痕等，会造成制品受力不均，纤维分布不均，不密实。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种连续纤维增强热塑性复合材料的成型设备及制备工艺，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

连续纤维增强热塑性复合材料的成型设备，其特征在于，包括：

阳模；

与所述阳模对应的阴模，所述阴模具有充满液压介质的液压腔；

用以夹紧连续纤维增强热塑性复合材料的夹具；

给连续纤维增强热塑性复合材料加热的加热装置；

为所述液压腔提供压力的液压装置。

在本发明的一个优选实施例中，所述液压装置包括与所述液压腔连接的管路以及设置在所述管路上的液压马达、阀门和液压系统，所述液压系统还与压力表连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述液压腔面向阳模的一面设置有柔性隔膜。

在本发明的一个优选实施例中，所述柔性隔膜为橡胶、硅胶或弹性体材质，厚度为10-20mm。

在本发明的一个优选实施例中，所述加热装置为红外灯管加热装置或电阻丝加热装置。

在本发明的一个优选实施例中，所述阳模由金属材质制成。

在本发明的一个优选实施例中，所述液压介质为水或硅油或液压油。

一种连续纤维增强热塑性复合材料的制备工艺，其特征在于，利用上述任一技术方案所述的连续纤维增强热塑性复合材料的成型设备，包括如下步骤：

1)先在阴模的液压腔内充满液压介质；

2)将预先制备好的连续纤维增强热塑性复合材料板材放在夹具上，并施加一定的压边力；

3)开启加热装置，对连续纤维增强热塑性复合材料板材进行加热，使复合材料软化；