[发明专利]一种连续碳纤维增强PEKK预浸料生产工艺及设备

说明书

本发明公开了一种连续碳纤维增强PEKK预浸料生产工艺及设备，涉及连续碳纤维增强PEKK预浸料生产技术领域，主要用于解决目前国内无法做到连续碳纤维增强PEKK预浸料的工业化生产的问题。包括以下步骤：一、放卷及整平；二、梳理；三、展纱及除上浆剂；四、涂胶；五、一次浸胶；六、二次浸胶；七、冷却；八、在线检测；九、收卷。其结构包括：包括纱架、导向辊组、篦子、高温烘箱、涂胶模具、挤压浸渍辊组、浸胶装置、冷却平台、在线检测仪、牵引辊组以及收卷装置。本发明提供的一种连续碳纤维增强PEKK预浸料生产工艺及设备，利用该工艺及设备，能完成连续碳纤维增强PEKK预浸料的工业化生产。

技术领域

本发明涉及连续碳纤维增强PEKK预浸料生产技术领域，尤其涉及一种连续碳纤维增强PEKK预浸料生产工艺及设备。

背景技术

目前，关于连续碳纤维增强PEKK预浸料制备技术，在全球范围内相对领先的是以NASA为代表的航天航空研究机构，以及以日本东丽为代表的部分生产厂家。

由于现阶段连续碳纤维增强热塑性复合材料多用于航空航天、卫星、军工等领域，特别是碳纤增强PEKK复合材料在日本、美国以及欧洲等诸国均属于严格禁止出口材料。其相关技术工艺和设备都是高度保密，禁止出口到中国。而关于碳纤维增强PEKK预浸料，目前国内仅能生产短切碳纤维增强PEKK预浸料，无法做到连续碳纤维增强PEKK预浸料的工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续碳纤维增强PEKK预浸料生产工艺，利用该工艺，能完成连续碳纤维增强PEKK预浸料的工业化生产。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种能实现上述方法的设备。

本发明解决前一技术问题的技术方案是：一种连续碳纤维增强PEKK预浸料生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

一、放卷及整平：将碳纤维从纱架引出，经过导向辊组整平后，使碳纤维丝束处于同一平面上；

二、梳理：碳纤维丝束经过篦子梳理，使其在宽度方向上分布均匀；

三、展纱及除上浆剂：将碳纤维丝束送入高温烘箱，烘烤去除上浆剂的同时通过高温烘箱内的展纱辊组将碳纤维丝束展开到需要的宽度并分布均匀；

四、涂胶：碳纤维经过上涂胶模具和下涂胶模具之间的截面积逐渐缩小的楔形间隙，此时，利用两套挤出机、挤出模头以及涂胶模具，同时从碳纤维的上、下两面进行涂胶；

五、一次浸胶：涂胶后的碳纤维经过挤压浸渍辊组，进一步浸润；

六、二次浸胶：碳纤维经过浸胶装置，二次浸润并初步定型，成为预浸料；

七、冷却：预浸料通过冷却平台快速冷却定型；

八、在线检测：利用在线检测仪对定型后的预浸料进行质量在线检测，并依据在线检测结果及时调节挤出机的挤出量，直到预浸料单位面积重量和表观质量均满足要求，得到合格预浸料；

九、收卷：成品预浸料经过牵引辊组，然后通过收卷装置收卷待用。

作为本发明的更进一步改进，所述步骤四具体包括以下步骤：

S1、将挤出机、挤出模头以及涂胶模具的温度升至360℃-380℃；

S2、将PEKK树脂加入挤出机，通过挤出机将一定量的树脂连续、均匀、精确的挤入挤出模头；

S3、熔融态的树脂通过挤出模头挤出后，在宽度方向上均匀、稳定、持续的注入涂胶模具，通过涂胶模具流入楔形间隙，形成一定宽度且单位面积重量均匀稳定的树脂膜；

S4、碳纤维经过上涂胶模具和下涂胶模具之间的截面积逐渐缩小的楔形间隙，使树脂涂覆并初步浸入碳纤维内部。