CN112848421A - 一种连续化超声辅助压延胶膜装置及其制备胶膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连续化超声辅助压延胶膜装置及其制备胶膜方法，压延胶膜装置包括初混合搅拌罐、精混合超声搅拌罐组、智能控制系统、恒温制冷装置、密炼机、传输带、压延机、冷却辊、张力机和中心卷取机，精混合超声搅拌罐组包括并联设置的两个精混合超声搅拌罐，初混合搅拌罐经初混出料管路与两个精混合超声搅拌罐连通，两个精混合超声搅拌罐与恒温制冷装置连通，恒温制冷装置与密炼机连通，密炼机将炼化的物料通过传输带送至压延机压延成胶膜，胶膜经冷却辊冷却及张力机张拉后由中心卷取机收卷；智能控制系统控制精混合超声搅拌罐内温度和物料粒度分散情况和自动进出料。本发明填料在基体树脂中分散均匀，胶膜质量好，实现连续化生产。

Description

一种连续化超声辅助压延胶膜装置及其制备胶膜方法

技术领域

本发明属于胶膜制备技术领域，尤其是涉及一种连续化超声辅助压延胶膜装置及其制备胶膜方法。

背景技术

胶膜被广泛高精度、高分辨率航天器光学载荷结构等相关行业领域。在胶膜生产中加入不同的填料能够实现具有不同功能化的胶膜，例如导热型，导电型，耐高温型胶膜。然而，目前带有填料的胶膜生产工艺主要是通过简单的搅拌后人为评价填料在主体树脂中是否分散均匀，然后进入炼胶机炼化再通过压延装置进行压延成膜；这一过程中，由于在管道中的预留混合时间不够，导致填料在主要基体树脂中的分散不够均匀，严重影响到胶膜的生产质量和功能性，也无法达到连续化生产的目的。因此，亟需开发一种带有超声辅助混料装置的连续化功能胶膜制备工艺来解决现有填料胶膜生产工艺与设备中的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种连续化超声辅助压延胶膜装置及其制备胶膜方法，填料在基体树脂中的分散均匀，胶膜的生产质量好，且实现连续化生产。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种连续化超声辅助压延胶膜装置，包括初混合搅拌罐、精混合超声搅拌罐组、智能控制系统、恒温制冷装置、密炼机、传输带、压延机、冷却辊、张力机和中心卷取机，所述的精混合超声搅拌罐组包括并联设置的两个精混合超声搅拌罐，所述的初混合搅拌罐经初混出料管路与两个精混合超声搅拌罐连通，在初混出料管路上设有出料泵C1，两个所述的精混合超声搅拌罐通过精混出料管路与恒温制冷装置连通，恒温制冷装置与密炼机连通，所述的密炼机将炼化的物料通过传输带送至压延机压延成胶膜，胶膜经冷却辊冷却及张力机张拉后由中心卷取机收卷；

在初混出料管路上设有控制相应的精混合超声搅拌罐供料与否的智能感应开关K1和智能感应开关K2，以及在精混出料管路上设有控制相应的精混合超声搅拌罐出料与否的智能感应开关K3和智能感应开关K4，且所有智能感应开关均与智能控制系统电连接。

进一步的，所述初混出料管路包括初混出料总管路和两个初混出料分管路，两个初混出料分管路的一端均与初混出料总管路的一端连通，两个初混出料分管路的另一端分别与一个并联设置的精混合超声搅拌罐的进料口连通，初混出料总管路的另一端与初混合搅拌罐的出料口连通；所述的精混出料管路包括精混出料总管路和两个精混出料分管路，两个精混出料分管路的一端与精混出料总管路的一端连通，两个精混出料分管路的另一端分别与一个精混合超声搅拌罐的出料口连通，精混出料总管路的另一端与恒温制冷装置连通，恒温制冷装置的出料口与密炼机连通；智能感应开关K1和智能感应开关K2分别设置在两个初混出料分管路上，智能感应开关K3和智能感应开关K4分别设置在两个精混出料分管路上。

进一步的，所述初混合搅拌罐包括初混合罐体，整个罐体通过初混支架固定在初混底座上，罐体顶端设有第一自动调速电机、带有第一进料控制阀的初混进料斗和带有第一排气控制阀的初混排气管；所述第一自动调速电机的输出轴连接有初混搅拌轴，所述初混搅拌轴贯穿初混合罐体顶部并延伸至整个罐体底部，所述初混搅拌轴上连接有初混支撑杆，所述初混支撑杆上设有初混搅拌叶及初混侧壁刮板，所述初混搅拌轴底端设有初混底部刮板，初混合罐体的底部设有初混出料管，所述初混出料管上设有第一出料控制阀，所述初混合罐体内侧壁设有第一温度传感器，初混合罐体内壁底端设有第一电加热装置，初混合罐体外侧壁上设有第一控制面板，所述第一自动调速电机及第一电加热装置均与第一控制面板电连接，所述初混合灌体顶部与初混搅拌轴通过轴承连接，且连接处密封设置。

进一步的，所述精混合超声搅拌罐包括精混合罐体，整个罐体通过精混支架固定在精混底座上，精混合罐体顶端设有第二自动调速电机、带有第二排气控制阀的精混排气管；所述第二自动调速电机的输出轴连接有精混搅拌轴，所述精混搅拌轴贯穿精混合罐体顶部并延伸至整个罐体底部，所述精混搅拌轴上连接有精混支撑杆，所述精混支撑杆上设有精混搅拌叶及精混侧壁刮板，所述精混搅拌轴底端设有精混底部刮板，所述精混合罐体内侧壁设有第二温度传感器、物料粒度传感器和液位传感器，精混合罐体内壁底端设有第二电加热装置和超声装置，精混合罐体外侧壁上设有第二控制面板，所述第二自动调速电机、第二电加热装置、物料粒度传感器及液位传感器均与第二控制面板电连接，所述精混合灌体顶部与精混搅拌轴通过轴承连接，且连接处密封设置；每个精混合超声搅拌罐的顶端与对应的初混出料分管路连通，底端与对应的精混出料分管路连通。

进一步的，所述恒温制冷装置包括制冷反应罐罐体，设置在制冷反应罐罐体内部的冷却水U型蛇盘管和设有加压阀门的加压装置；所述整个罐体通过制冷支架固定在制冷底座上；制冷反应罐罐体顶端设有带有第三进料控制阀的制冷进料管和带有第三排气控制阀的制冷排气管；所述冷却水U型蛇盘管外壁均匀设有若干挡板，冷却水U型蛇盘管两端分别设有冷却水进口和冷却水出口；制冷反应罐罐体侧壁设有压力感应器和第三温度感应器，通过第三排气控制阀控制制冷反应罐罐体压力，制冷反应罐罐体底端设有制冷出料管和第三出料控制阀。

一种连续化超声辅助压延胶膜装置制备胶膜的方法，包括以下步骤：

步骤一、将树脂加入到初混合搅拌罐中，通过第一电加热器对初混合搅拌罐内树脂进行加热，使得树脂在初混合搅拌罐内变成熔融状态，然后向初混合搅拌罐内加入填料，开启第一自动调速电机带动初混搅拌轴搅拌直至物料混合均匀，使填料在树脂体系中进行初步分散；

步骤二、开启出料泵C1将初混后的物料泵入到精混合超声搅拌罐组内，开启超声装置和第二自动调速电机带动精混搅拌轴对物料进行搅拌，调节超声波功率，在超声波及精混搅拌叶作用下使得填料在树脂体系中进一步分散，精混合超声搅拌罐内的物料混合在恒温下进行，直至符合物料粒度传感器监测的精混合超声搅拌罐中的物料的分散度达到要求后经恒温制冷装置使物料达到密炼机密炼前的温度状态，然后供给至密炼机，两个并联设置的精混合超声搅拌罐的进料及两个并联的设置的精混合超声搅拌罐的出料由相应的智能感应开关控制；

步骤三、密炼机炼化后，物料通过传送带输送给压延机进行压延成膜，冷却辊进行冷却，张力机张拉，最后通过中心卷取机进行收卷，得到均一性好，高致密，无气泡填充的填料胶膜。

进一步的，所述步骤二中，两个精混合超声搅拌罐的进料及两个精混合超声搅拌罐的出料由相应的智能感应开关控制，具体为：两个精混合超声搅拌罐分别为精混超声搅拌罐A1和精混超声搅拌罐A2，初始时，当精混超声搅拌罐A1和精混超声搅拌罐A2内相应的液位传感器监测搅拌罐的物料液位达到物料液位线以下会反馈到智能控制系统，智能控制系统控制智能感应开关K1打开，智能感应开关K2、智能感应开关K3和智能感应开关K4均关闭，开始向精混超声搅拌罐A1内泵入物料进行精混合准备；智能控制系统控制相应的第二电加热装置、第二自动调速电机和超声装置打开对物料进行精混；精混后精混超声搅拌罐A1内的温度传感器和粒度分散传感器监测物料的状态实时反馈到智能控制系统，当物料粒度分散达到要求后，智能控制系统控制打开智能感应开关K3，精混超声搅拌罐A1出料，随着出料，精混超声搅拌罐A1内液位逐渐下降，当达到一定的物料线以下时，智能控制系统控制关闭智能感应开关K1，打开智能感应开关K2向精混超声搅拌罐A2泵入物料进行精混合，精混合达到要求后，智能控制系统控制打开智能感应开关K4，精混超声搅拌罐A2出料，随着出料，精混超声搅拌罐A2内液位逐渐下降，当达到一定的物料线以下时，智能控制系统控制关闭智能控制开关K2和智能控制开关K3，打开智能感应开关K1向精混超声搅拌罐A1内泵入物料进行精混合，达到要求后，智能控制系统控制关闭智能感应开关K4，重新打开智能感应开关K3，精混超声搅拌罐A1出料，如此往复循环，持续不间断对物料进行精混。

进一步的，所述树脂为氰酸酯树脂，填料为石墨烯或炭黑，填料的添加量是树脂质量的10-20％左右。

进一步的，所述步骤一中的初混合罐内的第一电加热装置的加热温度控制在80-100℃，精混合超声搅拌罐的保温温度控制在100-120℃。

进一步的，所述步骤二中两个并联设置的精混超声搅拌罐采用间隔超声进行分散处理，保证其中一个精混超声搅拌罐出料时，另外一个精混超声搅拌罐进行超声和搅拌分散处理，实现物料连续处理，超声波功率为1000W，工作频率为100KHz，超声施加时间10-30min，间歇5-10min。

相对于现有技术，本发明所述的一种连续化超声辅助压延胶膜装置及其制备胶膜方法具有以下优势：

(1)本发明对填料胶膜生产工艺中的物料混合过程进行了初混合阶段和精混合阶段设计，使得填料不仅能够均匀的分散在树脂主体中，而且能够充分利用超声振动特性，可在熔融状态下引发聚合物与表面含有少量化学基团的功能性填料之间发生官能团的反应，使其均匀分散在熔融的树脂体系中，可以避免对胶膜的内在性能和表面质量的影响。通过利用多个带有强搅拌和超声装置并联超声搅拌罐的设计，给填料在树脂中的分散提供了充足的混合时间，进而使得填料均匀的分散在树脂基体中，有效减少胶膜气泡，防止不粘辊或无法塑化，从而提高胶膜的综合性能。此外，这种多个并联超声搅拌罐的设计能够形成连续化的物料加工处理，从而形成可连续化作业，高质量的填料胶膜生产工艺。

(2)本发明针对现有功能胶膜生产工艺中固体物料和溶液之间的搅拌均匀性差，从而影响胶膜的生产质量及不能达到连续化生产的目的等问题，提供一种连续化超声辅助压延胶膜装置及其胶膜制备方法，通过在混料阶段设置初混合和精混合两个工序来实现填料在主体树脂中的均匀分散。在物料的最初混合阶段，能够将主体树脂变成熔融态，通过搅拌作用使固体填料在主体树脂溶液中达到初步的分散效果，但是常规的搅拌只能改善固体填料与固体溶液的亚微观分散的均质性，无法改变其微观结构的密实度，如促进碳黑、石墨烯等与树脂分子的范德华力作用，改善C-OH-O氢键程度，导致常规搅拌对固体填料与固体溶液的分散性的贡献十分有限。因此，在初步的分散后，将物料泵入到精混合反应罐中，在精混合反应罐中，引入超声装置，来进一步优化固体填料与固体溶液的分散性，主要是利用超声能量对各种固体和溶液产生作用，提高反应速率和引发新的化学反应，通过在功能胶膜的混料阶段引入超声分散装置，能够充分利用超声振动特性，可在熔融状态下引发聚合物与表面含有少量化学基团的功能性填料之间发生官能团的反应，使其均匀分散在熔融的树脂体系中，可以避免对胶膜的内在性能和表面质量的影响，同时在压延胶膜过程中可以减少胶膜气泡，防止不粘辊或无法塑化，从而提高胶膜的综合性能。同时通过在混料阶段设置带有智能化自动控制装置来实现具有自动化连续输出物料的目的，从而形成可连续化作业，高质量的填料胶膜生产工艺。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种连续化超声辅助压延胶膜装置的结构示意图；

图2为连续化超声辅助压延胶膜装置制备胶膜的初混合搅拌罐的结构示意图；

图3为连续化超声辅助压延胶膜装置制备胶膜的精混合超声搅拌罐的结构示意图；

图4为连续化超声辅助压延胶膜装置制备胶膜的恒温制冷装置的结构示意图；

图5为连续化超声辅助压延胶膜装置制备胶膜的智能控制系统的结构示意图；

图6为连续化超声辅助压延胶膜装置制备胶膜过程中物料粒度分布情况图

图7为连续化超声辅助压延胶膜装置制备的胶膜中填料分散状态SEM图；

图8为现有压延胶膜装置制备的胶膜中填料分散状态SEM图。

附图标记说明：

1初混合搅拌罐；2精混合超声搅拌罐；3智能控制系统；4恒温制冷装置5密炼机；6传输带；7压延机；8冷却辊；9张力机；10中心卷取机；

1-1初混合罐体；1-2第一控制面板；1-3第一温度传感器；1-4第一保温装置1-5第一电加热装置；1-6初混支架；1-7初混底座；1-8初混进料斗；1-9第一进料控制阀；1-10第一自动调速电机；1-11初混排气管；1-12第一排气控制阀；1-13初混搅拌轴；1-14初混搅拌叶；1-15初混侧壁刮板；1-16初混支撑杆；1-17初混底部刮板；1-18第一出料控制阀；1-19初混出料管路；

2-1精混合罐体；2-2第二控制面板；2-3第二温度传感器；2-4第二保温装置；2-5第二电加热装置；2-6精混支架；2-7精混底座；2-8初混出料分管路；2-10第二自动调速电机；2-11精混排气管；2-12第二排气控制阀；2-13精混搅拌轴；2-14精混搅拌叶；2-15侧壁刮板；2-16物料粒度传感器；2-17精混支撑杆；2-18液位传感器；2-19精混底部刮板；2-20超声装置；2-21精混出料分管路；

4-1制冷罐罐体；4-2冷却水U型蛇盘管；4-3挡板；4-4冷却水进水口；4-5制冷支架；4-6制冷底座；4-7加压装置；4-8加压控制阀；4-9制冷进料管；4-10第三进料控制阀；4-11制冷排气管；4-12第三排气控制阀；4-13冷却水出水口；4-14压力传感器；4-15第三温度传感器：4-16制冷出料管；4-17第三出料控制阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图5所示，一种连续化超声辅助压延胶膜装置，包括初混合搅拌罐1、精混合超声搅拌罐组、智能控制系统3、恒温制冷装置4、密炼机5、传输带6、压延机7、冷却辊8、张力机9和中心卷取机10，所述的精混合超声搅拌罐组包括并联设置的两个精混合超声搅拌罐2，所述的初混合搅拌罐1经初混出料管路与两个精混合超声搅拌罐2连通，在初混出料管路上设有出料泵C1，两个所述的精混合超声搅拌罐2通过精混出料管路与恒温制冷装置4连通，恒温制冷装置与密炼机5连通，所述的密炼机5将炼化的物料通过传输带6送至压延机7压延成胶膜，胶膜经冷却辊8冷却及张力机9张拉后由中心卷取机10收卷；

在初混出料管路上设有控制相应的精混合超声搅拌罐2供料与否的智能感应开关K1和智能感应开关K2，以及在精混出料管路上设有控制相应的精混合超声搅拌罐2出料与否的智能感应开关K3和智能感应开关K4，且所有智能感应开关均与智能控制系统3电连接。

初混出料管路包括初混出料总管路和两个初混出料分管路2-8，两个初混出料分管路2-8的一端均与初混出料总管路的一端连通，两个初混出料分管路2-8的另一端分别与一个并联设置的精混合超声搅拌罐2的进料口连通，初混出料总管路的另一端与初混合搅拌罐1的出料口连通；所述的精混出料管路包括精混出料总管路和两个精混出料分管路2-21，两个精混出料分管路2-21的一端与精混出料总管路的一端连通，两个精混出料分管路2-21的另一端分别与一个精混合超声搅拌罐2的出料口连通，精混出料总管路的另一端与恒温制冷装置4连通，恒温制冷装置4的出料口与密炼机5连通；智能感应开关K1和智能感应开关K2分别设置在两个初混出料分管路2-8上，智能感应开关K3和智能感应开关K4分别设置在两个精混出料分管路2-21上。

所述初混合搅拌罐1包括初混合罐体1-1，整个罐体通过初混支架1-6固定在初混底座1-7上，在初混罐体1-1外壁包有第一保温装置1-4，罐体顶端设有第一自动调速电机1-10、带有第一进料控制阀1-9的初混进料斗1-8和带有第一排气控制阀1-12的初混排气管1-11；所述第一自动调速电机的输出轴连接有初混搅拌轴1-13，所述初混搅拌轴1-13贯穿初混合罐体1-1顶部并延伸至整个罐体底部，所述初混搅拌轴1-13上连接有初混支撑杆1-16，所述初混支撑杆1-16上设有初混搅拌叶1-14及初混侧壁刮板1-15，所述初混搅拌轴1-13底端设有初混底部刮板1-17，初混合罐体1-1的底部设有初混出料管1-19，所述初混出料管1-19上设有第一出料控制阀1-18，所述初混合罐体1-1内侧壁设有第一温度传感器1-3，初混合罐体1-1内壁底端设有第一电加热装置1-5，初混合罐体1-1外侧壁上设有第一控制面板1-2，所述第一自动调速电机1-10及第一电加热装置1-5均与第一控制面板1-2电连接，所述初混合灌体1-1顶部与初混搅拌轴1-13通过轴承连接，且连接处密封设置。

所述精混合超声搅拌罐2包括精混合罐体2-1，整个罐体通过精混支架2-6固定在精混底座2-7上，在精混罐体2-1外壁包有第二保温装置2-4，精混合罐体2-1顶端设有第二自动调速电机2-10、带有第二排气控制阀2-12的精混排气管2-11；所述第二自动调速电机2-10的输出轴连接有精混搅拌轴2-13，所述精混搅拌轴贯穿精混合罐体2-1顶部并延伸至整个罐体底部，所述精混搅拌轴2-13上连接有精混支撑杆2-17，所述精混支撑杆2-17上设有精混搅拌叶2-14及精混侧壁刮板2-15，所述精混搅拌轴2-13底端设有精混底部刮板2-19，所述精混合罐体2-1内侧壁设有第二温度传感器2-3、物料粒度传感器2-16和液位传感器2-18，精混合罐体2-1内壁底端设有第二电加热装置2-5和超声装置2-20，精混合罐体2-1外侧壁上设有第二控制面板2-2，所述第二自动调速电机2-10、第二电加热装置2-17、物料粒度传感器2-16及液位传感器2-18均与第二控制面板2-2电连接，所述精混合灌体2-1顶部与精混搅拌轴2-13通过轴承连接，且连接处密封设置；每个精混合超声搅拌罐2的顶端与对应的初混出料分管路2-8连通，底端与对应的精混出料分管路2-21连通。

恒温制冷装置4包括制冷反应罐罐体4-1，设置在制冷反应罐罐体4-1内部的冷却水U型蛇盘管4-2和设有加压阀门4-8的加压装置4-7；所述整个罐体通过制冷支架4-5固定在制冷底座4-6上；制冷反应罐罐体4-1顶端设有带有第三进料控制阀4-10制冷进料管4-9和带有第三排气控制阀4-12的制冷排气管4-11；所述冷却水U型蛇盘管4-2外壁均匀设有若干挡板4-3，冷却水U型蛇盘管4-2两端分别设有冷却水进口4-4和冷却水出口4-13；制冷反应罐罐体4-1侧壁设有压力感应器4-14和温度感应器4-15，通过排气阀门4-12控制制冷反应罐罐体4-1压力，制冷反应罐罐体4-1底端设有制冷出料管4-16和第三出料控制阀4-17。本申请中的排气管对生产中出现的气体进行排除的作用。

所述智能控制系统3包括分析终端和控制终端，控制终端通过精混合超声搅拌罐内的液位传感器监测精混合超声搅拌罐的物料液位，通过温度传感器检测物料的温度，通过物料粒度传感器检测精混后粒度的散情况，然后将数据传输给分析终端进行分析判断，控制终端根据分析终端分析判断得到的结果进行控制相应的设备动作。

压延机7为四辊压延机，在冷却辊8和张力机9之间设有测试膜带厚度的测厚仪L。

利用一种连续化超声辅助压延胶膜装置制备胶膜的方法，包括以下步骤：

步骤一、将1kg氰酸酯树脂经初混合反应罐1-1的进料斗加入到初混合搅拌罐中，通过第一电加热器1-5对初混合搅拌罐1内树脂进行加热，温度设定为90℃加热熔融，得到主体树脂，随后分别加入200g碳黑和5g过渡金属盐促进剂，开启第一自动调速电机1-10带动初混搅拌轴1-13搅拌，恒温搅拌90min得到初步分散的物料分散液；

步骤二、开启出料泵C1将初混后的物料泵入到精混合超声搅拌罐组内，开启超声装置2-20和第二自动调速电机2-10带动精混搅拌轴2-13对物料进行搅拌，调节超声波功率600W，工作频率为100KHz，调速机调到转速为2000rpm，在超声波及精混搅拌叶2-14作用下使得填料在树脂体系中进一步分散，精混合超声搅拌罐2内的物料混合温度通过控制面板设定温度为110℃进行，直至粒度传感器2-16监测的精混合超声搅拌罐2中的物料的分散度符合物料要求后，即当碳黑物料粒度尺寸(0.4-0.6μm)分布百分比达到90％以上(图6)，经恒温制冷装置4制冷到80℃，使物料达到密炼机密炼前的温度状态，然后供供给至密炼机5，其中，粒度传感器2-16通过检测多个随机点的粒度来评价罐体内的物料分散情况；

两个并联设置的精混合超声搅拌罐2的进料及两个并联的设置的精混合超声搅拌罐2的出料由相应的智能感应开关控制；具体为：两个精混合超声搅拌罐2分别为精混超声搅拌罐A1和精混超声搅拌罐A2，初始时，当精混超声搅拌罐A1和精混超声搅拌罐A2内相应的液位传感器监测搅拌罐的物料液位达到物料液位线以下会反馈到智能控制系统3，智能控制系统3控制智能感应开关K1(自动进料阀门)打开，智能感应开关K2(自动进料阀门)、智能感应开关K3(自动出料阀门)和智能感应开关K4(自动出料阀门)均关闭，开始向精混超声搅拌罐A1内泵入物料进行精混合准备；智能控制系统3控制相应的第二电加热装置、第二自动调速电机和超声装置打开对物料进行精混；精混超声搅拌罐A1内的温度传感器和粒度分散传感器监测物料的状态实时反馈到智能控制系统3，同样当粒度分布传感器检测到碳黑粒度尺寸(0.4-0.6μm)分布百分比达到90％以上时(图6)，分析终端会向控制终端发出指令打开智能感应开关K3，精混超声搅拌罐A1出料，随着出料，精混超声搅拌罐A1内液位逐渐下降，当达到一定的物料线以下时，智能控制系统3控制关闭智能感应开关K1，打开智能感应开关K2向精混超声搅拌罐A2泵入物料进行精混合，精混合达到要求后，智能控制系统3控制打开智能感应开关K4，精混超声搅拌罐A2出料，随着出料，精混超声搅拌罐A2内液位逐渐下降，当达到一定的物料线以下时，智能控制系统3控制关闭智能控制开关K2和智能控制开关K3，打开智能感应开关K1向精混超声搅拌罐A1内泵入物料进行精混合，达到要求后，智能控制系统3控制关闭智能感应开关K4，重新打开智能感应开关K3，精混超声搅拌罐A1出料，如此往复循环，持续不间断对物料进行精混；两个并联设置的精混超声搅拌罐2采用间隔超声进行分散处理，保证其中一个精混超声搅拌罐出料时，另外一个精混超声搅拌罐进行超声和搅拌分散处理，实现物料连续处理，超声波功率为1000W，工作频率为100KHz，超声施加时间10-30min，间歇5-10min；

精混合搅拌超声反应罐达标的物料会通过重力的作用进入到恒温制冷装置4，当初始进来的物料是低黏度的，在重力作用下会向下沿U型蛇盘管上的挡板流动，挡板的设计主要为了增加高温物料与冷却管的接触时间，从而使物料瞬间制冷，从而在微观尺度上快速形成胶黏液限制离域的颗粒分散态；然后考虑到形成的胶黏液粘度较大，较为粘稠在制冷装置上设有加压装置，加压装置会通过压力作用将胶黏液挤出给密炼机5进行密炼；

步骤三，经密炼机5炼化180min后，得到胶料；胶料在60℃下预热30min，物料通过传送带6输送给四辊压延机7进行压延成0.5mm胶膜，冷却辊8进行冷却，测厚仪L检测膜厚达到标准后，张力机拉张9最后通过中心卷取机10进行收卷，获得分散性好，高致密，无气泡填充的高质量的填料胶膜，其微观分散状态SEM图，如图7所示，从图7中可以看出本发明中制备的胶膜中填料分散的较为均匀，可实现较好的粘接性能和功能性；对比现有压延胶膜装置制备的胶膜的物料分散状态SEM图，如图8所示，可发现填料分散的不够均匀，出现团聚现象，将会影响胶膜的粘接性能和功能性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连续化超声辅助压延胶膜装置，其特征在于：包括初混合搅拌罐(1)、精混合超声搅拌罐组、智能控制系统(3)、恒温制冷装置(4)、密炼机(5)、传输带(6)、压延机(7)、冷却辊(8)、张力机(9)和中心卷取机(10)，所述的精混合超声搅拌罐组包括并联设置的两个精混合超声搅拌罐(2)，所述的初混合搅拌罐(1)经初混出料管路与两个精混合超声搅拌罐(2)连通，在初混出料管路上设有出料泵C1，两个所述的精混合超声搅拌罐(2)通过精混出料管路与恒温制冷装置(4)连通，恒温制冷装置与密炼机(5)连通，所述的密炼机(5)将炼化的物料通过传输带(6)送至压延机(7)压延成胶膜，胶膜经冷却辊(8)冷却及张力机(9)张拉后由中心卷取机(10)收卷；

在初混出料管路上设有控制相应的精混合超声搅拌罐(2)供料与否的智能感应开关K1和智能感应开关K2，以及在精混出料管路上设有控制相应的精混合超声搅拌罐(2)出料与否的智能感应开关K3和智能感应开关K4，且所有智能感应开关均与智能控制系统(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种连续化超声辅助压延胶膜装置，其特征在于：所述初混出料管路包括初混出料总管路和两个初混出料分管路(2-8)，两个初混出料分管路(2-8)的一端均与初混出料总管路的一端连通，两个初混出料分管路(2-8)的另一端分别与一个并联设置的精混合超声搅拌罐(2)的进料口连通，初混出料总管路的另一端与初混合搅拌罐(1)的出料口连通；所述的精混出料管路包括精混出料总管路和两个精混出料分管路(2-21)，两个精混出料分管路(2-21)的一端与精混出料总管路的一端连通，两个精混出料分管路(2-21)的另一端分别与一个精混合超声搅拌罐(2)的出料口连通，精混出料总管路的另一端与恒温制冷装置(4)连通，恒温制冷装置(4)的出料口与密炼机(5)连通；智能感应开关K1和智能感应开关K2分别设置在两个初混出料分管路(2-8)上，智能感应开关K3和智能感应开关K4分别设置在两个精混出料分管路(2-21)上。

3.根据权利要求1所述的一种连续化超声辅助压延胶膜装置，其特征在于：所述初混合搅拌罐(1)包括初混合罐体(1-1)，整个罐体通过初混支架(1-6)固定在初混底座(1-7)上，罐体顶端设有第一自动调速电机(1-10)、带有第一进料控制阀(1-9)的初混进料斗(1-8)和带有第一排气控制阀(1-12)的初混排气管(1-11)；所述第一自动调速电机的输出轴连接有初混搅拌轴(1-13)，所述初混搅拌轴(1-13)贯穿初混合罐体(1-1)顶部并延伸至整个罐体底部，所述初混搅拌轴(1-13)上连接有初混支撑杆(1-16)，所述初混支撑杆(1-16)上设有初混搅拌叶(1-14)及初混侧壁刮板(1-15)，所述初混搅拌轴(1-13)底端设有初混底部刮板(1-17)，初混合罐体(1-1)的底部设有初混出料管(1-19)，所述初混出料管(1-19)上设有第一出料控制阀(1-18)，所述初混合罐体(1-1)内侧壁设有第一温度传感器(1-3)，初混合罐体(1-1)内壁底端设有第一电加热装置(1-5)，初混合罐体(1-1)外侧壁上设有第一控制面板(1-2)，所述第一自动调速电机(1-10)及第一电加热装置(1-5)均与第一控制面板(1-2)电连接，所述初混合灌体(1-1)顶部与初混搅拌轴(1-13)通过轴承连接，且连接处密封设置。

4.根据权利要求2所述的一种连续化超声辅助压延胶膜装置，其特征在于：所述精混合超声搅拌罐(2)包括精混合罐体(2-1)，整个罐体通过精混支架(2-6)固定在精混底座(2-7)上，精混合罐体(2-1)顶端设有第二自动调速电机(2-10)、带有第二排气控制阀(2-12)的精混排气管(2-11)；所述第二自动调速电机(2-10)的输出轴连接有精混搅拌轴(2-13)，所述精混搅拌轴贯穿精混合罐体(2-1)顶部并延伸至整个罐体底部，所述精混搅拌轴(2-13)上连接有精混支撑杆(2-17)，所述精混支撑杆(2-17)上设有精混搅拌叶(2-14)及精混侧壁刮板(2-15)，所述精混搅拌轴(2-13)底端设有精混底部刮板(2-19)，所述精混合罐体(2-1)内侧壁设有第二温度传感器(2-3)、物料粒度传感器(2-16)和液位传感器(2-18)，精混合罐体(2-1)内壁底端设有第二电加热装置(2-5)和超声装置(2-20)，精混合罐体(2-1)外侧壁上设有第二控制面板(2-2)，所述第二自动调速电机(2-10)、第二电加热装置(2-17)、物料粒度传感器(2-16)及液位传感器(2-18)均与第二控制面板(2-2)电连接，所述精混合灌体(2-1)顶部与精混搅拌轴(2-13)通过轴承连接，且连接处密封设置；每个精混合超声搅拌罐(2)的顶端与对应的初混出料分管路(2-8)连通，底端与对应的精混出料分管路(2-21)连通。

5.根据权利要求1所述的一种连续化超声辅助压延胶膜装置，其特征在于：所述恒温制冷装置(4)包括制冷反应罐罐体(4-1)、设置在制冷反应罐罐体(4-1)内部的冷却水U型蛇盘管(4-2)和设有加压阀门(4-8)的加压装置(4-7)；整个罐体通过制冷支架(4-5)固定在制冷底座(4-6)上；制冷反应罐罐体(4-1)顶端设有带有第三进料控制阀(4-10)的制冷进料管(4-9)和带有第三排气控制阀(4-12)的制冷排气管(4-11)；所述冷却水U型蛇盘管(4-2)外壁均匀设有若干挡板(4-3)，冷却水U型蛇盘管(4-2)两端分别设有冷却水进口(4-4)和冷却水出口(4-13)；制冷反应罐罐体(4-1)侧壁设有压力感应器(4-14)和第三温度感应器(4-15)，通过第三排气控制阀(4-12)控制制冷反应罐罐体(4-1)压力，制冷反应罐罐体(4-1)底端设有制冷出料管(4-16)和第三出料控制阀(4-17)。

6.根据权利要求1所述的一种连续化超声辅助压延胶膜装置制备胶膜的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、将树脂加入到初混合搅拌罐(1)中，通过第一电加热器(1-5)对初混合搅拌罐(1)内树脂进行加热，使得树脂在初混合搅拌罐(1)内变成熔融状态，然后向初混合搅拌罐(1)内加入填料，开启第一自动调速电机(1-10)带动初混搅拌轴(1-13)搅拌直至物料混合均匀，使填料在树脂体系中进行初步分散；

步骤二、开启出料泵C1将初混后的物料泵入到精混合超声搅拌罐组内，开启超声装置(2-20)和第二自动调速电机(2-10)带动精混搅拌轴(2-13)对物料进行搅拌，调节超声波功率，在超声波及精混搅拌叶(2-14)作用下使得填料在树脂体系中进一步分散，精混合超声搅拌罐(2)内的物料混合在恒温下进行，直至符合物料粒度传感器(2-16)监测的精混合超声搅拌罐(2)中的物料的分散度达到要求后经恒温制冷装置(4)使物料达到密炼机(5)密炼前的温度状态，然后供给至密炼机(5)，两个并联设置的精混合超声搅拌罐(2)的进料及两个并联的设置的精混合超声搅拌罐(2)的出料由相应的智能感应开关控制；

步骤三、密炼机(5)炼化后，物料通过传送带(6)输送给压延机(7)进行压延成膜，冷却辊(8)进行冷却，张力机张拉(9)，最后通过中心卷取机(10)进行收卷，得到均一性好，高致密，无气泡填充的填料胶膜。

7.根据权利要求6所述的制备胶膜的方法，其特征在于：所述步骤二中，两个精混合超声搅拌罐(2)的进料及两个精混合超声搅拌罐(2)的出料由相应的智能感应开关控制，具体为：两个精混合超声搅拌罐(2)分别为精混超声搅拌罐A1和精混超声搅拌罐A2，初始时，当精混超声搅拌罐A1和精混超声搅拌罐A2内相应的液位传感器监测搅拌罐的物料液位达到物料液位线以下会反馈到智能控制系统(3)，智能控制系统(3)控制智能感应开关K1打开，智能感应开关K2、智能感应开关K3和智能感应开关K4均关闭，开始向精混超声搅拌罐A1内泵入物料进行精混合准备；智能控制系统(3)控制相应的第二电加热装置、第二自动调速电机和超声装置打开对物料进行精混；精混后精混超声搅拌罐A1内的温度传感器和粒度分散传感器监测物料的状态实时反馈到智能控制系统(3)，当物料粒度分散达到要求后，智能控制系统(3)控制打开智能感应开关K3，精混超声搅拌罐A1出料，随着出料，精混超声搅拌罐A1内液位逐渐下降，当达到一定的物料线以下时，智能控制系统(3)控制关闭智能感应开关K1，打开智能感应开关K2向精混超声搅拌罐A2泵入物料进行精混合，精混合达到要求后，智能控制系统(3)控制打开智能感应开关K4，精混超声搅拌罐A2出料，随着出料，精混超声搅拌罐A2内液位逐渐下降，当达到一定的物料线以下时，智能控制系统(3)控制关闭智能控制开关K2和智能控制开关K3，打开智能感应开关K1向精混超声搅拌罐A1内泵入物料进行精混合，达到要求后，智能控制系统(3)控制关闭智能感应开关K4，重新打开智能感应开关K3，精混超声搅拌罐A1出料，如此往复循环，持续不间断对物料进行精混。

8.根据权利要求6所述的制备胶膜的方法，其特征在于：所述树脂为氰酸酯树脂，填料为石墨烯或炭黑，填料的添加量是树脂质量的10-20％左右。

9.根据权利要求6所述的制备胶膜的方法，其特征在于：所述步骤一中的初混合罐内的第一电加热装置(1-5)的加热温度控制在80-100℃，精混合超声搅拌罐(2)的保温温度控制在100-120℃。

10.根据权利要求7所述的制备胶膜的方法，其特征在于：所述步骤二中两个并联设置的精混超声搅拌罐(2)采用间隔超声进行分散处理，保证其中一个精混超声搅拌罐出料时，另外一个精混超声搅拌罐进行超声和搅拌分散处理，实现物料连续处理，超声波功率为1000W，工作频率为100KHz，超声施加时间10-30min，间歇5-10min。

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