[发明专利]一种生产层叠复合板材的装置

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料加工成型领域，涉及一种生产具有层状结构的热塑性基复合板材的装置，特别是借助层叠复合材料的制备技术并利用一种连续平压机高效获得一种新型层叠复合板材。

背景技术

高分子复合材料对于现代科学技术的发展有着十分重要的作用，广泛应用于航空航天领域、汽车工业，部分替代钢材，减轻了机器的重量，从而实现节能减排；建筑领域如木塑板材替代传统天然木材，满足人们对木质审美需求的同时节省了资源。目前在热塑性基复合材料的生产中已应用的成型方法有挤出成型、注塑成型以及模压成型等。挤出成型已经是较为成熟的工艺，复合的方法常为共混，由于填充物的团聚现象降低了填充的均匀性，制品强度低；注塑成型和模压成型为间歇性工作方式，特别是模压成型的成型周期长，生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有热塑性基复合板挤出成型及模压成型的不足，提出了一种高效生产层叠复合板材的方法，其制备装置主要由挤出供料设备、汇流器、层叠器、对接器和连续平压机组成。其中，层叠器使熔体层倍增的同时使得分散相在熔体中的分布更加均匀，提高了制品的强韧性；而且二维层状结构的分散形态大大增强了基体的阻隔性能。层叠得到的制品层数成倍增长，其成型效率远大于共挤出成型和模压成型。连续平压机对层叠板材熔体进一步展宽压薄，热压、冷却、输送一体化的连续生产提高了生产效率。另外，连续平压机加热部分采用电磁感应，代替目前常用的热油、热水或热蒸汽，传热效率高，降低了生产能耗。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种生产热塑性基层叠复合板的装置，该装置由挤出供料设备、汇流器、层叠器、对接器和连续平压机组成，挤出供料设备、汇流器、层叠器、对接器和连续平压机依次串联；n种热塑性聚合物或热塑性基共混物材料经过n个熔融挤出供料设备和汇流器后形成n层复合熔体，n大于等于1，n等于1为单种材料的复合，n个熔融挤出供料设备加工的原料可以相同或不同，如果原料相同的话，也是单种材料的复合；复合熔体进入层叠器入口沿宽度方向平均分割成m等份，每一等份在层叠器中继续向前流动时旋转90°并且展宽m倍，厚度减少到1/m倍，在层叠器的出口汇流成n×m层的出口熔体，层叠器入口熔体通道尺寸与出口熔体通道尺寸相同；串联k个相同的层叠器后，则可得到n×m^k层的层叠复合材料；m为不小于2的整数，k为不小于1的整数。通过该成型装置挤出的复合板具有多层的结构，且层厚可控，可以实现多种强度性能要求的板材生产。

经过层叠器出口的n×m^k层的层叠复合材料熔体通过对接器进入连续平压机入口。对接器将n×m^k层的层叠复合材料熔体过渡到连续平压机需要的尺寸，并有一段定型稳定段；连续平压机主要由从动辊、从动辊支架、钢带、上固定板、液压油缸、上隔热板、上热压板、下热压板、下隔热板、热压区下固定板、框架、框架支座、工字钢基座、上冷却板、下冷却板、冷却区下固定板、主动辊、主动辊支架、驱动器、热压板加热器、压辊和从动辊加热器由组成，框架板通过框架支座固定在工字钢基座上，热压区的框架板的上固定板上依次安装有液压油缸、隔热板和上热压板，下热压板安装在热压区下固定板上，各零件间采用螺纹连接；压辊插装在热压板下部与之配合的槽中，上、下热压板装有的压辊一一对应。上、下钢带分别绕在主动辊和从动辊上，穿过上压板和下压板形成的间隙并分别与上、下压板中的压辊接触，压辊在钢带上滚动；主动辊由配有两台直流电动机的驱动器驱动，从动辊和热压板加热通道中装有电磁感应加热器，该装置由隔热套、电磁线圈、磁芯、控制器及外部电路组成。工作时，接入高频交流电的电磁线圈产生磁力线在加热通道内表面产生涡电流，涡电流的热效应使从动辊或热压板温度迅速升高，从而对熔体进行加热。冷却板上加工有冷却通道，通入冷却水对熔体进行冷却定型。热压板和冷却板均采用楔形对接，固定在液压油缸的顶出杆上，拼接而成的压板工作面为一平面。压机工作时，熔体对压板产生的横压力由液压油缸提供反作用力平衡，最终由框架承受这种分离力。