[發(fā)明專利]一種可連續(xù)在線加工聚合物復(fù)合材料的設(shè)備和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810823085.1
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN109177237A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒偉健;毛文峰;沈啟立;蔡力亞;李旭;劉怡
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州汽車集團股份有限公司
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52;B29C70/54;B29B15/08
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

1.一種可連續(xù)在線加工聚合物復(fù)合材料的設(shè)備，其特征在于，包括：

等離子體處理裝置，用于處理增強材料，以使增強材料的表面產(chǎn)生凹陷孔而增加增強材料與聚合物熔體的接觸面積，從而使增強材料與聚合物熔體的界面強度提高；

聚合物擠出機，其進料端與所述等離子體處理裝置的輸出端連通，用于接收所述等離子體處理裝置處理后的增強材料；

超聲波處理裝置，設(shè)于所述聚合物擠出機擠出方向的下游，用于處理熔融狀態(tài)的復(fù)合材料混合物，促進增強材料在熔融態(tài)聚合物中的分散狀態(tài)并改善聚合物的流變性能；

控制單元，分別與所述等離子體處理裝置和所述超聲波處理裝置通信連接，以控制所述等離子體處理裝置噴射等離子的強度和所述超聲波處理裝置的發(fā)射超聲功率。

2.如權(quán)利要求1所述的可連續(xù)在線加工聚合物復(fù)合材料的設(shè)備，其特征在于，所述等離子體處理裝置包括等離子主機、用于放置增強材料的金屬履帶、用于處理所述金屬履帶上的增強材料的等離子處理單元、用于改變所述等離子處理單元相對所述金屬履帶上的增強材料的位置的移動單元、用于為所述移動單元的運動提供動力的動力單元、用于安裝所述移動單元和動力單元的支撐單元、用于將所述等離子處理單元處理后的增強材料收集并傳送至所述聚合物擠出機的進料端的收料單元；

所述控制單元與所述等離子主機連接以控制所述等離子處理單元噴射等離子的強度；所述等離子處理單元設(shè)于所述移動單元上；所述動力單元與所述移動單元動力連接并可驅(qū)動所述移動單元運動，以改變所述等離子處理單元相對所述金屬履帶上的增強材料的位置。

3.如權(quán)利要求2所述的可連續(xù)在線加工聚合物復(fù)合材料的設(shè)備，其特征在于，所述等離子處理單元包括用于處理所述金屬履帶上的增強材料的等離子噴頭、用于使所述等離子噴頭與所述等離子主機連接的等離子噴管；所述等離子噴頭設(shè)于所述移動單元上；

所述動力單元與所述移動單元動力連接并可驅(qū)動所述移動單元運動，以使所述等離子噴頭不僅能相對所述金屬履帶上下運動，也能相對所述金屬履帶上的增強材料的傳送方向的垂直方向進行往復(fù)移動。

4.如權(quán)利要求3所述的可連續(xù)在線加工聚合物復(fù)合材料的設(shè)備，其特征在于，所述移動單元包括安裝在所述支撐單元上且能相對所述金屬履帶上下運動的第一滑杠、安裝在所述第一滑杠上且能在所述第一滑杠上相對所述金屬履帶上的增強材料的傳送方向的垂直方向進行往復(fù)移動的第二滑杠；

所述等離子噴頭設(shè)于所述第二滑杠上；

所述動力單元包括與所述第一滑杠動力連接的第一伺服電機、與所述第二滑杠動力連接的第二伺服電機。

5.如權(quán)利要求1或2所述的可連續(xù)在線加工聚合物復(fù)合材料的設(shè)備，其特征在于，所述超聲波處理裝置包括超聲波激發(fā)器、超聲波探頭和連接線；

所述超聲波探頭安裝于所述聚合物擠出機的出料端并通過所述連接線與所述超聲波激發(fā)器相連；所述超聲波激發(fā)器發(fā)射的超聲波經(jīng)所述超聲波探頭射入聚合物復(fù)合材料熔體，超聲波在聚合物復(fù)合材料熔體內(nèi)部產(chǎn)生高頻振動；

所述控制單元與所述超聲波激發(fā)器連接以控制所述超聲波激發(fā)器的發(fā)射超聲功率。

6.如權(quán)利要求5所述的可連續(xù)在線加工聚合物復(fù)合材料的設(shè)備，其特征在于，所述超聲波探頭的外部罩設(shè)有外罩。

7.一種可連續(xù)在線加工聚合物復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、將增強材料置于等離子體處理裝置上，通過控制單元對等離子體處理裝置噴射等離子的強度進行控制，對增強材料進行等離子處理，使增強材料的表面產(chǎn)生凹陷孔而增加增強材料與聚合物熔體的接觸面積，從而使增強材料與聚合物熔體的界面強度提高；

S2、將經(jīng)過等離子體處理裝置處理后的增強材料傳送到聚合物擠出機內(nèi)，增強材料經(jīng)聚合物擠出機處理后形成熔融狀態(tài)的復(fù)合材料混合物并被傳送到聚合物擠出機擠出方向的下游；

S3、超聲波處理裝置對熔融狀態(tài)的復(fù)合材料混合物進行處理，以促進增強材料在熔融態(tài)聚合物中的分散狀態(tài)并改善聚合物的流變性能，超聲波處理裝置的發(fā)射超聲功率由控制單元控制。