[發明專利]一種加熱均勻且耐高溫的復合材料生產系統

有效

• 申請號: 201410163353.3
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103921454A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 韓旭;楊旭靜;劉啟明;陶友瑞;段書用
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B29C70/50
• 分類號: B29C70/50;B29C70/54
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明屬于復合材料生產設備領域，具體涉及一種加熱均勻且耐高溫的復合材料生產系統。

背景技術

目前，國內連續增強纖維復合材料采用傳統的生產工藝，工業化程度相對較低，對加工溫度大于300℃以上的熱塑樹脂材料的浸漬設備匱乏，傳統設備存在加熱速度慢、溫控精度低、浸漬不均勻且不透徹、能源消耗大和工作環境差等諸多問題，難以滿足耐高溫復材生產工藝的條件，使我國高端復材的生產與應用受到浸漬工藝與設備的限制和影響。

國外對耐高溫復合材料的制備技術進行了專利控制，普通的進口生產線設備造價高昂，例如英國Reliant?所提供的復合設備生產線（每套高達800萬）采用紅外加熱方式對材料進行加熱，加熱溫度在0--260℃左右，溫差控制精度±5℃，只能滿足諸如GMT板之類的中低端性能材料的加熱塑化；其傳送系統采用鐵氟龍輸送帶，而鐵氟龍只能在300℃以下溫度工作，高于此溫度將產生老化、破損且易拉長，從而無法實現對聚苯硫醚（PPS）、聚醚醚銅（PEEK）等耐高溫、高性能復合材料的制備及工業化生產。

發明內容

針對現有技術復合材料生產設備加熱速度慢，加熱不均勻，溫控精度低，不能耐高溫，浸漬不均勻等不足，本申請旨在提供一種加熱均勻且耐高溫的復合材料生產系統，該生產系統解決了高溫熔融樹脂因粘度大流動性差，解決了增強纖維浸漬困難的技術瓶頸，如聚苯硫醚（PPS）、聚醚醚銅（PEEK）等高溫樹脂等，該系統加熱速度快，加熱均勻，可以耐300℃以上的高溫，該生產系統將生產鋼板或鋁板的“電磁加熱設備”以及“防粘不銹鋼帶”的應用相結合，生產耐高溫高性能的復合材料，彌補原有生產設備的缺陷和不足。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種加熱均勻且耐高溫的復合材料生產系統，包括傳送系統，所述傳送系統設有不銹鋼傳送帶；該生產系統還包括依次連接的加熱系統、熔融浸漬系統和冷卻系統；

所述加熱系統依次包括預熱區、低溫區、中溫區和高溫區；所述預熱區包括至少一組預熱輥組合，所述預熱輥組合由上電磁加熱輥和下電磁加熱輥組成；所述低溫區、中溫區和高溫區分別包括至少一組電磁加熱平板組合，所述電磁加熱平板組合由上電磁加熱平板和下電磁加熱平板組成；所述低溫區、中溫區和高溫區的電磁加熱平板組合分別與不同的溫控設備連接；

所述熔融浸漬系統包括至少兩組浸漬組合，所述浸漬組合由上浸漬輥和下浸漬輥組成；所述上浸漬輥和下浸漬輥為腰鼓型棍體，且腰鼓型棍體表面設有一層高溫保護層；

所述冷卻系統包括至少兩組冷卻組合以及位于冷卻組合之后的至少一組冷卻定型組合，所述冷卻組合由上冷卻循環通道和下冷卻循環通道組成，所述冷卻定型組合由上冷卻定型輥和下冷卻定型輥組成；所述上冷卻循環通道和下冷卻循環通道均由上下兩層通道組成，靠近基材一側的通道為進水通道，遠離基材一側的通道為出水通道。

所述傳送系統包括傳送輥、設置在傳送輥外的不銹鋼傳送帶，設置在傳送帶兩側的張緊輥。

優選方案：所述預熱區、低溫區、中溫區和高溫區外圍設有保溫隔罩，進一步提高加熱效率。

進一步優選，所述預熱區為加熱溫度低于160℃的預熱區，所述低溫區為加熱溫度在160℃-240℃的低溫區，所述中溫區為加熱溫度在240℃-320℃的中溫區，所述高溫區為加熱溫度在320℃-400℃的高溫區，分區域加熱，加熱更均勻。

優選，所述低溫區和中溫區為兩組電磁加熱平板組合；所述高溫區為三組電磁加熱平板組合。

更優選，在所述上電磁加熱平板下表面以及下電磁加熱平板上表面分別設有遠紅外發熱層，用于對電磁加熱時所產生的熱量吸收，并激發出遠紅外線，該遠紅外線有作用到被加熱物體上，形成遠紅外加熱。由此組成了電磁加熱和遠紅外加熱的加熱組合，加熱更均勻，加熱效率更高。

?優選，所述熔融浸漬系統為兩組浸漬組合，且后一組浸漬組合的上、下浸漬輥最大直徑大于前一組浸漬組合的上、下浸漬輥最大直徑。

優選，所述加熱系統的總長度為5m-6m，所述熔融浸漬系統的總長度為0.5?m?-1m,所述冷卻系統的總長度為2.5?m?-3.5?m。

所述生產系統還包括位于加熱系統之前的多工位放卷裝置和平整裝置，以及位于冷卻系統之后的裁剪裝置。

下面對本發明做進一步解釋和說明