[發明專利]一種可連續在線加工聚合物復合材料的設備和方法

在審

• 申請號: 201810823085.1
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN109177237A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 鄒偉健;毛文峰;沈啟立;蔡力亞;李旭;劉怡
• 申請（專利權）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: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發明公開了一種可連續在線加工聚合物復合材料的設備，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生凹陷孔而增加增強材料與聚合物熔體的接觸面積；聚合物擠出機，其進料端與等離子體處理裝置的輸出端連通，用于接收等離子體處理裝置處理后的增強材料；超聲波處理裝置，設于聚合物擠出機擠出方向的下游，用于處理熔融狀態的復合材料混合物，促進增強材料在熔融態聚合物中的分散狀態并改善聚合物的流變性能；控制單元，分別與等離子體處理裝置和超聲波處理裝置通信連接。本可連續在線加工聚合物復合材料的設備，可連續在線加工聚合物復合材料。本發明還公開了一種可連續在線加工聚合物復合材料的方法。

技術領域

本發明涉及聚合物復合材料技術領域，具體涉及一種可連續在線加工聚合物復合材料的設備和方法。

背景技術

目前，聚合物復合材料是實現汽車輕量化的主要材料之一，提高聚合物復合材料的性能是聚合物復合材料研究中的重要目標。其中界面增強是實現聚合物復合材料增強的重要方式，而利用(聚合物)擠出機加工聚合物實現復合材料增強主要通過兩種方式實現：一種是物理處理，即通過各種物理手段預先對增強材料蝕刻，以提高增強材料與聚合物的接觸面積，然后把準備好的增強材料倒入專用加料口，缺點是不能夠連續加料，無法滿足工業連續化生產需求；另一種是化學處理，即通過添加特定的化學偶聯劑預先對增強材料進行處理，使材料表面附有與聚合物親近的化學基團，從而提高增強材料與聚合物之間的界面強度，缺點是不同的聚合物需要不同的偶聯劑，選擇自由度低，對人體及環境有一定的危害。以上兩種方式都是提前預先處理，無法在線實時連續化生產。

發明內容

為克服現有的聚合物復合材料加工技術無法實現連續在線加工的技術問題，本發明提供一種可連續在線加工聚合物復合材料的設備和方法。

為實現上述目的，本發明所提供的一種可連續在線加工聚合物復合材料的設備，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，設于所述聚合物擠出機擠出方向的下游，用于處理熔融狀態的復合材料混合物，促進增強材料在熔融態聚合物中的分散狀態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射超聲功率。

上述可連續在線加工聚合物復合材料的設備中，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。

上述可連續在線加工聚合物復合材料的設備中，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移動。