用于生产完全浸渍的热塑性预浸料的系统的制作方法

文档序号:20618792发布日期:2020-05-06 20:31阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于制造热塑性预浸料的系统,所述系统包含:

双皮带装置,其包含上方皮带和下方皮带,所述上方皮带被放置在所述下方皮带顶上,以压紧经过所述双皮带装置的纤维毡、网或织物,并且所述下方皮带具有基本上长于所述上方皮带的纵向长度;

干燥装置,其被构造成用于在所述纤维毡、网或织物移动通过所述干燥装置时从所述纤维毡、网或织物除去残留水分;

施加装置,其被放置在所述下方皮带顶上,并被构造成用于在所述纤维毡、网或织物移动通过所述施加装置时向所述纤维毡、网或织物施加轻量填充剂材料;

树脂施加模具,其被放置在所述下方皮带顶上,并被构造成用于在所述纤维毡、网或织物移动通过所述树脂施加模具时向所述纤维毡、网或织物施加单体或低聚物,其中所述单体或低聚物可聚合以形成热塑性聚合物;和

固化炉,其被构造成用于在所述纤维毡、网或织物和轻量填充剂材料移动通过所述固化炉时执行所述单体或低聚物的聚合,并由此形成所述热塑性聚合物;

其中所述双皮带装置在所述纤维毡、网或织物、所述轻量填充剂材料和施加的单体或低聚物通过所述固化炉时压紧这些材料,使得所述单体或低聚物完全饱和所述纤维毡、网或织物和轻量填充剂材料,并由此在所述单体或低聚物聚合后实现所述纤维毡、网或织物和轻量填充剂材料被所述热塑性聚合物的完全浸渍。

2.权利要求1的系统,其中所述轻量填充剂材料由中空玻璃微球构成。

3.权利要求1的系统,其还包含气体施加装置,所述气体施加装置被放置成将无水分气体吹送到所述纤维毡、网或织物的一个或多个表面上,以便基本上防止所述单体或低聚物暴露于周围环境中的环境水分。

4.权利要求1的系统,其中所述纤维毡、网或织物包含织物或非织造毡,并且其中所述轻量填充剂材料被布置在所述织物或非织造毡的第一侧上。

5.权利要求1的系统,其中所述施加装置被放置在所述干燥装置之前,使得在所述纤维毡、网或织物和轻量填充剂材料移动通过所述干燥装置时,所述干燥装置从所述纤维毡、网或织物和所述轻量填充剂材料两者除去残留水分。

6.权利要求5的系统,其中在通过所述施加装置施加所述轻量填充剂材料之前,将所述轻量填充剂材料在分开的干燥装置中干燥。

7.权利要求1的系统,其还包含冷却装置,所述冷却装置被构造成用于在所述单体或低聚物聚合之后冷却所述热塑性预浸料。

8.权利要求1的系统,其中所述纤维毡、网或织物包含通过将短切纤维束布置在所述双皮带装置的下方皮带上而形成的短切纤维丝网。

9.权利要求8的系统,其还包含放置在所述下方皮带上方的纤维切碎机,所述纤维切碎机被构造成用于切割纤维束或丛以形成短切纤维,其中所述纤维切碎机被放置成使得当所述纤维束或丛被切割时,所述短切纤维落于所述下方皮带顶上并形成短切纤维网或丝网。

10.权利要求1的系统,其中所述纤维毡、网或织物包含织物、非织造毡、短切纤维网或其组合,并且其中所述轻量填充剂材料被至少部分布置在所述纤维毡、网或织物内。

11.权利要求1的系统,其中所述施加装置是电动施加器或装置,其被构造成用于向所述纤维毡、网或织物施加所述轻量填充剂材料。

12.权利要求1的系统,其中:

所述树脂施加模具是在所述纤维毡、网或织物顶上施加所述轻量填充剂材料的施加装置;

所述轻量填充剂材料是中空玻璃微球,并且

所述中空玻璃微球被添加到所述单体或低聚物,使得所述中空玻璃微球与所述单体或低聚物被同时施加到所述纤维毡、网或织物。

13.权利要求12的系统,其还包含电动施加器或装置,所述电动施加器或装置被构造成用于向所述纤维毡、网或织物施加所述中空玻璃微球,使得所述中空玻璃微球通过所述树脂施加模具和电动施加器或装置被施加到所述纤维毡、网或织物。

14.权利要求1的系统,其还包含将所述单体或低聚物与催化剂和活化剂中的至少一者混合的混合构件,其中所述催化剂和活化剂促进所述单体或低聚物聚合以形成所述热塑性聚合物。

15.权利要求1的系统,其还包含将所述热塑性预浸料切割成片材的切割装置,所述切割装置被放置在所述固化炉之后。

16.权利要求14的系统,其中在向所述纤维毡、网或织物施加所述单体或低聚物之前将所述混合构件和树脂施加模具加热,以将所述单体或低聚物的温度维持在高于所述单体或低聚物的熔点的温度范围之内。

17.权利要求1的系统,其中所述轻量填充剂材料或所述纤维毡、网或织物的纤维包含施胶组合物,所述施胶组合物具有促进所述轻量填充剂材料或所述纤维与所述热塑性聚合物之间的粘合的偶联剂。

18.权利要求1的系统,其中所述纤维毡、网或织物包含玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、金属纤维、陶瓷纤维、天然纤维、合成有机纤维、芳纶纤维、无机纤维或其组合。

19.权利要求1的系统,其中所述单体或低聚物包含内酰胺、内酯、环状对苯二甲酸丁二酯(cbt)、mma、热塑性聚氨酯的前体、或其混合物。

20.权利要求19的系统,其中所述内酰胺包含己内酰胺、十二内酰胺或其混合物。

21.权利要求1的系统,其中所述双皮带装置和固化炉是双皮带炉的构件。

22.一种形成热塑性预浸料的方法,所述方法包括:

将纤维毡、网或织物在双皮带压机装置的下方皮带顶上移动;

通过干燥装置干燥所述纤维毡、网或织物,以从所述纤维毡、网或织物除去残留水分;

通过放置在所述下方皮带顶上的施加装置,在所述纤维毡、网或织物移动通过所述施加装置时向所述纤维毡、网或织物施加轻量填充剂材料;

通过放置在所述下方皮带顶上的树脂施加模具向所述纤维毡、网或织物施加单体或低聚物;

将所述纤维毡、网或织物、所述轻量填充剂材料和施加的单体或低聚物在所述双皮带压机装置的下方皮带与上方皮带之间通过,以压迫所述单体或低聚物通过所述纤维毡、网或织物和所述轻量填充剂材料,并由此用所述单体或低聚物完全饱和所述纤维毡、网或织物和轻量填充剂材料;以及

将完全饱和的纤维毡、网或织物和轻量填充剂材料通过固化炉,以在所述纤维毡、网或织物和轻量填充剂材料移动通过所述固化炉时聚合所述单体或低聚物,并由此形成热塑性聚合物;

其中在所述单体或低聚物聚合后,所述纤维毡、网或织物和轻量填充剂材料被所述热塑性聚合物完全浸渍。

23.权利要求22的方法,其中所述轻量填充剂材料由中空玻璃微球构成。

24.权利要求22的方法,其还包括将所述单体或低聚物与催化剂和/或活化剂混合,以形成反应性树脂混合物,所述催化剂和活化剂促进所述单体或低聚物聚合以形成所述热塑性聚合物。

25.权利要求22的方法,其还包括在施加所述单体或低聚物后向所述纤维毡、网或织物的一个或多个表面上施加无水分气体,以基本上防止所述单体或低聚物暴露于周围环境中的环境水分。

26.权利要求22的方法,其中将所述轻量填充剂材料施加到所述纤维毡、网或织物,使得所述轻量填充剂材料仅仅被布置在所述纤维毡、网或织物的第一侧上。

27.权利要求26的方法,其中在通过所述施加装置施加所述轻量填充剂材料之前,将所述轻量填充剂材料在分开的干燥装置中干燥。

28.权利要求22的方法,其还包括在所述单体或低聚物聚合后将所述热塑性预浸料通过冷却装置。

29.权利要求22的方法,其还包括将所述热塑性预浸料切割成片材。

30.权利要求22的系统,其中所述纤维毡、网或织物包含通过将短切纤维束布置在所述双皮带压机装置的下方皮带上而形成的短切纤维丝网。

31.权利要求30的方法,其还包括通过放置在所述下方皮带上方的纤维切碎机切割纤维束或丛,所述纤维切碎机被放置成使得当所述纤维束或丛被切割时,所述短切纤维落于所述下方皮带顶上并形成所述短切纤维丝网。

32.权利要求22的方法,其中所述纤维毡、网或织物包含织物、非织造毡、短切纤维丝网或其组合。

33.权利要求22的方法,其中所述施加装置是电动施加器或装置,其被构造成用于向所述纤维毡、网或织物施加所述轻量填充剂材料。

34.权利要求22的方法,其中所述纤维毡、网或织物是第一纤维毡、网或织物层,并且其中所述方法还包括在所述轻量填充剂材料顶上施加第二纤维毡、网或织物层,以形成具有被所述轻量填充剂材料层分隔开的多个纤维毡、网或织物层的分层热塑性预浸料。

35.权利要求34的方法,其还包括在所述第二纤维毡、网或织物层顶上施加所述轻量填充剂材料,以形成另外的轻量填充剂材料层。

36.权利要求22的方法,其中:

所述树脂施加模具是在所述纤维毡、网或织物顶上施加所述轻量填充剂材料的施加装置;

所述轻量填充剂材料是中空玻璃微球;并且

所述方法还包括通过所述树脂施加模具将所述中空玻璃微球和所述单体或低聚物同时施加到所述纤维毡、网或织物。

37.权利要求22的方法,其中所述轻量填充剂材料或所述纤维毡、网或织物的纤维包含施胶组合物,所述施胶组合物具有促进所述轻量填充剂材料或所述纤维与所述热塑性聚合物之间的粘合的偶联剂。

38.权利要求22的方法,其中所述纤维毡、网或织物包含玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、金属纤维、陶瓷纤维、天然纤维、合成有机纤维、芳纶纤维、无机纤维或其组合。

39.权利要求22的方法,其还包括将所述热塑性预浸料卷绕成成卷产品。

40.权利要求22的方法,其中所述单体或低聚物包含内酰胺、内酯、环状对苯二甲酸丁二酯(cbt)、mma、热塑性聚氨酯的前体、或其混合物。

41.权利要求40的方法,其中所述内酰胺包含己内酰胺、十二内酰胺或其混合物。

42.权利要求22的方法,其中所述双皮带压机装置和固化炉是双皮带炉的构件。

43.一种热塑性预浸料,其包含:

纤维毡、网或织物;

被放置在所述纤维毡、网或织物顶上或分散在其中的中空玻璃微球;以及

热塑性聚合物,其完全浸渍通过所述纤维毡、网或织物和所述中空玻璃微球,使得所述热塑性预浸料具有小于3%的空隙率,所述热塑性材料是聚合的单体和低聚物,其中超过90%的所述单体或低聚物反应以形成所述热塑性材料。

44.权利要求43的热塑性预浸料,其中所述中空玻璃微球在所述纤维毡、网或织物顶上形成层。

45.权利要求43的热塑性预浸料,其中所述中空玻璃微球被分散在所述纤维毡、网或织物内。

46.权利要求43的热塑性预浸料,其中所述纤维毡、网或织物包括织物、非织造毡、短切纤维网或其组合。

47.权利要求46的热塑性预浸料,其中所述纤维毡、网或织物包括织物或非织造毡层和放置在所述织物或非织造毡层顶上的短切纤维网层。

48.权利要求43的热塑性预浸料,其中所述纤维毡、网或织物是第一纤维毡、网或织物,并且其中所述热塑性预浸料包含第二纤维毡、网或织物,所述第二纤维毡、网或织物相对于所述第一纤维毡、网或织物被取向成使得所述中空玻璃微球被夹心在所述第一纤维毡、网或织物与第二纤维毡、网或织物之间。

49.权利要求43的热塑性预浸料,其中所述热塑性预浸料包含多个中空玻璃微球层,其被所述纤维毡、网或织物的层分隔开。

50.权利要求43的热塑性预浸料,其中所述中空玻璃微球或所述毡、网或织物的纤维包含施胶组合物,所述施胶组合物具有促进所述中空玻璃微球或所述纤维与所述热塑性聚合物之间的粘合的偶联剂。

51.权利要求43的热塑性预浸料,其中所述纤维毡、网或织物包含玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、金属纤维、陶瓷纤维、天然纤维、合成有机纤维、芳纶纤维、无机纤维或其组合。

52.权利要求43的热塑性预浸料,其中所述热塑性预浸料是成卷产品。

53.权利要求43的热塑性预浸料,其中所述热塑性材料包含尼龙、pbt、pmma、热塑性聚氨酯及其组合。


技术总结
本发明涉及用于生产完全浸渍的热塑性预浸料的系统。具体地,本发明涉及一种热塑性预浸料,其包含纤维毡、网或织物和放置在所述纤维毡、网或织物顶上或分散在其中的中空玻璃微球。所述热塑性预浸料还包含热塑性聚合物,所述热塑性聚合物完全浸渍通过所述纤维毡、网或织物和中空玻璃微球,使得所述热塑性预浸料具有小于所述热塑性预浸料的3体积%的空隙率。所述热塑性材料是聚合的单体和低聚物,其中超过90重量%的所述单体或低聚物反应以形成所述热塑性材料。

技术研发人员:张明福;贾维德·阿斯拉尔
受保护的技术使用者:约翰斯曼维尔公司
技术研发日:2018.10.26
技术公布日:2020.05.05
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