CN113752414A - 一种复合材料制备用节能可控喷涂系统及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合材料制备用节能可控喷涂系统及其应用，该系统包括：浸胶盘(9)，用于放置并称量待喷涂的纤维毡(7)；可控喷涂机(3)，用于向纤维毡(7)喷涂溶胶；所述的可控喷涂机(3)一端与装有溶胶原材料的原材料储罐(1)相连，另一端设有多个喷头(6)，该喷头(6)位于纤维毡(7)上方，该系统应用于制备复合材料。与现有技术相比，本发明具有浇灌均匀、原料节省、纤维毡不易碎、平整度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料制备领域，具体涉及一种复合材料制备用节能可控喷 涂系统及其应用。
背景技术
在复合材料的制备过程中，溶胶浇灌到纤维毡上面时，很容易因胶和液体 的配比不合理，浇灌装置半自动化，导致纤维毡表面浇灌不匀，材料不平整。 同时，气凝胶材料易脱落粉尘或颗粒，不适量的浇灌不仅会引起过多粉尘，导 致人体过敏的现象发生，同时还会降低气凝胶基材料的性能，不仅不环保，造 成环境污染，而且浪费原材料，给经营者带来不必要的经济损失。
现有的浇灌装置一般是直接把溶胶浇灌到纤维毡上面，这就会使得纤维毡 表面浇灌不匀，有原材料浪费、材料耗损、甚至表面被弄脏的风险，生产效率 低，环境受污染的风险。另一方面，经过浇灌的纤维毡，在干燥时，由于重力 沉降的作用，会导致复合材料的密度上下不均匀，不满足生产需求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在缺陷的至少一个而提供一 种对纤维毡全方位无死角地进行原材料可控、均匀、环保、可持续地浇灌的复 合材料制备用节能可控喷涂系统及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种复合材料制备用节能可控喷涂系统，该系统包括：
浸胶盘，用于放置并称量待喷涂的纤维毡；
可控喷涂机，用于向纤维毡喷涂溶胶；
所述的可控喷涂机一端与装有溶胶原材料的原材料储罐相连，另一端设有 多个喷头，该喷头位于纤维毡上方。
进一步地，所述的可控喷涂机包括配比控制反应箱和可移动喷涂器，所述 的配比控制反应箱位于原材料储罐与可移动喷涂器之间，所述的喷头设置在可 移动喷涂器上。
配比控制反应箱用于控制溶胶的比重以及流量，可根据需要决定溶胶中溶 剂与溶质的初始比。
将需要喷涂的纤维毡平铺放置在浸胶盘内做好准备，配比控制反应箱通过 对纤维毡密度或重量的计算，得到需要浇灌溶胶的用量以及比重。于是，溶胶 的用量能够通过配比控制反应箱精准地计算出来，溶胶通过喷头匀速、适量、 均匀地喷涂到纤维毡上，这样一来，被溶胶浸渍后的纤维毡表面非常平整，水 平方向上密度均一，效率显著提高。
进一步地，所述的配比控制反应箱与原材料储罐之间设有输送管道，该输 送管道上设有输送泵和/或阀门。
溶胶原材料通过输送泵传送到配比控制反应箱内，再经配比控制反应箱输 出到可移动喷涂器中，最后通过喷头流出。
进一步地，所述的浸胶盘与配比控制反应箱电连接。
配比控制反应箱可以根据浸胶盘中反馈的纤维毡重量示数知晓应当配置 多少量和多大密度的溶胶，先决定溶质的绝对量。
进一步地，所述的浸胶盘底部开设有漏液口，该漏液口与配比控制反应箱 连接。
喷涂时，难免会在浸胶盘底部有一定的积液，此时将这些积液循环回配比 控制反应箱中，既不会造成资源的浪费，也可以有效阻止复合材料制备时由于 重力沉淀的原因导致的密度上下不均匀的缺陷。
循环以后，由于溶胶均以喷洒的方式自上而下地进行，那么干燥起来更加 容易，几乎可以边喷涂边干燥，几次循环后，配比控制反应箱中剩余的几乎都 是溶剂，此时将喷涂好的纤维毡移出浸胶盘，简单烘干以后，就会得到上下密 度均一的复合材料。
进一步地，所述的喷头的截面呈等腰梯形；
所述的喷头的轴向与纤维毡所在平面呈78-82°的角度，优选80°。
进一步地，所述喷头的宽口朝上，并与可移动喷涂器无缝连接，窄口朝下， 且对准纤维毡。
进一步地，所述的喷头的数量至少为6个，并均匀排布，且首个喷头与末 个喷头位于纤维毡边缘附近，实现全覆盖。
进一步地，喷涂时，所述的浸胶盘放置在控制台上。
进一步地，所述的原材料储罐包括溶胶溶剂罐和溶胶溶质储罐。
一种如上所述的复合材料制备用节能可控喷涂系统，该系统应用于制备复 合材料。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的喷涂系统内含配比控制反应箱，通过对喷头给出溶胶用量 大小的控制，能够实现均匀喷涂，解决现有过程中，因喷出的溶胶过量、不足 量、喷头流速或快或慢而导致纤维毡表面不匀，局部厚重或局部轻薄，整块材 料表面凹凸不平的问题；
(2)本发明的喷涂系统通过实现原材料的均匀浇灌，从而提高了无机固 态纤维毡的材料性能，使得材料的价值得以有效实现，有助于提高后道工序的 效率，进而提高整个生产效益；
(3)本发明的喷涂系统通过对待浇灌的纤维毡密度的事先计量，预先算 出对应的原材料用量，从而减少原材料不必要的浪费，降低能源消耗，能够有 效降低生产过程中材料耗损率，节约材料用量，降低能耗，为公司减少生产活 动成本；
(4)本发明的喷涂系统通过用量可控的设置，解决了因不适量的浇灌而 导致的过多粉尘污染，破坏环境，同时能够避免人体过敏现象的发生，同时也 是一款环境友好型设计，非常符合现代制造业与服务业的要求。
附图说明
图1为实施例1中喷涂系统的示意图；
图中标号所示：原材料储罐1、输送管道2、可控喷涂机3、配比控制反 应箱4、可移动喷涂器5、喷头6、纤维毡7、控制台8、浸胶盘9。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例在以本发明 技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本 发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种复合材料制备用节能可控喷涂系统，如图1，该系统包括：浸胶盘9， 用于放置并称量待喷涂的纤维毡7；可控喷涂机3，用于向纤维毡7喷涂溶胶； 可控喷涂机3一端与装有溶胶原材料的原材料储罐1相连，另一端设有多个喷 头6，该喷头6位于纤维毡7上方。喷头6的截面呈等腰梯形；其轴向与纤维 毡7所在平面呈80°的角度。喷头6的宽口朝上，并与可移动喷涂器5无缝连 接，窄口朝下，且对准纤维毡7。喷头6的数量为6个，并均匀排布，且首个 喷头与末个喷头位于纤维毡7边缘附近，实现全覆盖。
喷涂时，浸胶盘9放置在控制台8上。原材料储罐1包括溶胶溶剂罐和溶 胶溶质储罐。可控喷涂机3包括配比控制反应箱4和可移动喷涂器5，配比控 制反应箱4位于原材料储罐1与可移动喷涂器5之间，喷头6设置在可移动喷 涂器5上。配比控制反应箱4用于控制溶胶的比重以及流量，可先决定溶胶中 溶质的绝对量。
配比控制反应箱4与原材料储罐1之间设有输送管道2，该输送管道2上 设有输送泵和阀门。溶胶原材料通过输送泵传送到配比控制反应箱4内，再经 配比控制反应箱4输出到可移动喷涂器5中，最后通过喷头6流出。
浸胶盘9与配比控制反应箱4电连接。浸胶盘9底部开设有漏液口，该漏 液口与配比控制反应箱4连接，连接管路中可设置增压泵。喷涂时，难免会在 浸胶盘9底部有一定的积液，此时将这些积液循环回配比控制反应箱4中，既 不会造成资源的浪费，也可以有效缓解复合材料制备时由于重力沉淀的原因导 致的密度上下不均匀的缺陷。
使用此系统喷涂时，主要包括以下步骤：
将纤维毡7平铺放置在浸渍盘9内；
配比控制反应箱4通过对纤维毡7密度或重量的计算，得到需要溶胶的用 量以及比重，然后将溶质和溶剂通过输送泵输入到可移动喷涂器5里面；
溶胶从配比控制反应箱4流入可移动喷涂器5，通过喷头6，匀速、适量、 均匀地喷涂到纤维毡7上；期间，浸渍盘9底部的积液会循环到配比控制反应 箱4中；
最后，由于喷涂时溶剂会有一定的挥发，导致溶质会渐渐附着在纤维毡7 上，循环时，可以通过溶剂储罐向配比控制反应箱4增补一些溶剂，避免溶质 滞留在配比控制反应箱4中；
几次循环后，配比控制反应箱4内剩余的几乎都是溶剂，此时停止喷涂， 将纤维毡7转移，并进行干燥，得到复合材料。
本实施例中，纤维毡7使用的是150mm×300mm×10mm的密度为0.150 g/cm3的石英纤维，喷涂的是由硅气凝胶和乙醇配制的10wt％的溶胶。
喷涂，干燥后，将复合材料沿长宽方向随机切下4块A,B,C,D，并取其 中一块A沿厚度方向切成三层a,b,c，测量后密度结果如表1所示(密度单位： g/cm3)。
对比例1
本例中，将配置好的溶胶装在小杯子里，然后以人工的方式往纤维毡7 上泼洒浇灌，浇灌几次后进行干燥。
本例中，纤维毡7使用的是150mm×300mm×10mm的密度为0.150g/cm3的石英纤维，浇灌的是由硅气凝胶和乙醇配制的10wt％的溶胶。
浇灌，干燥后，将复合材料沿长宽方向随机切下4块A,B,C,D，并取其 中一块A沿厚度方向切成三层a,b,c，测量后密度结果如表1所示(密度单位： g/cm3)。
对比例2
本例中，将纤维毡7浸渍在装有配置好的溶胶的模具中，浸渍一段时间后， 将其取出进行干燥。
本例中，纤维毡7使用的是150mm×300mm×10mm的密度为0.150g/cm3的石英纤维，浸渍的是由硅气凝胶和乙醇配制的10wt％的溶胶。
浸渍，干燥后，将复合材料沿长宽方向随机切下4块A,B,C,D，并取其 中一块A沿厚度方向切成三层a,b,c，测量后密度结果如表1所示(密度单位： g/cm3)。
表1
从以上结果不难看出，面对固化与干燥必须在敞开系统中同时进行的体系 时，采用如对比例1所示的方法，类似于浇花一样，会导致复合材料的密度在 水平方向和竖直方向都很不均一，而且浇灌时会导致复合材料表面凹凸不平。
采用如对比例2所示的方法，类似于浸渍法，虽然可以解决表面平整以及 水平方向密度的问题，但是由于浸渍后溶剂太多，干燥速度太慢，会给溶胶足 够的时间沉降，这就会导致复合材料的下半部分密度很大，而表面密度很小。
采用本发明的喷涂系统，并配备有溶胶循环机构，可以保证后续干燥周期 缩短，并且不断地将溶胶混匀后从上部喷涂，最终导致复合材料的水平、竖直 方向的密度均一，且材料成型好，干燥周期短。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的 限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改 型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发 明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本 发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种复合材料制备用节能可控喷涂系统，其特征在于，该系统包括：
浸胶盘(9)，用于放置并称量待喷涂的纤维毡(7)；
可控喷涂机(3)，用于向纤维毡(7)喷涂溶胶；
所述的可控喷涂机(3)一端与装有溶胶原材料的原材料储罐(1)相连，另一端设有多个喷头(6)，该喷头(6)位于纤维毡(7)上方。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料制备用节能可控喷涂系统，其特征在于，所述的可控喷涂机(3)包括配比控制反应箱(4)和可移动喷涂器(5)，所述的配比控制反应箱(4)位于原材料储罐(1)与可移动喷涂器(5)之间，所述的喷头(6)设置在可移动喷涂器(5)上。
3.根据权利要求2所述的一种复合材料制备用节能可控喷涂系统，其特征在于，所述的配比控制反应箱(4)与原材料储罐(1)之间设有输送管道(2)，该输送管道(2)上设有输送泵和/或阀门。
4.根据权利要求2所述的一种复合材料制备用节能可控喷涂系统，其特征在于，所述的浸胶盘(9)与配比控制反应箱(4)电连接。
5.根据权利要求2所述的一种复合材料制备用节能可控喷涂系统，其特征在于，所述的浸胶盘(9)底部开设有漏液口，该漏液口与配比控制反应箱(4)连接。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料制备用节能可控喷涂系统，其特征在于，所述的喷头(6)的截面呈等腰梯形；
所述的喷头(6)的轴向与纤维毡(7)所在平面呈78-82°的角度。
7.根据权利要求2或6所述的一种复合材料制备用节能可控喷涂系统，其特征在于，所述喷头(6)的宽口朝上，并与可移动喷涂器(5)无缝连接，窄口朝下，且对准纤维毡(7)。
8.根据权利要求1所述的一种复合材料制备用节能可控喷涂系统，其特征在于，喷涂时，所述的浸胶盘(9)放置在控制台(8)上。
9.根据权利要求1所述的一种复合材料制备用节能可控喷涂系统，其特征在于，所述的原材料储罐(1)包括溶胶溶剂罐和溶胶溶质储罐。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的复合材料制备用节能可控喷涂系统，其特征在于，该系统应用于制备复合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110698143.4A CN113752414A (zh) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 一种复合材料制备用节能可控喷涂系统及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202110698143.4A CN113752414A (zh) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 一种复合材料制备用节能可控喷涂系统及其应用 |
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN113752414A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116021805A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-04-28 | 万美通管业(杭州)股份有限公司 | 生产玻璃纤维编织拉挤管的纤维编织层浸胶装置及方法 |
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2021
- 2021-06-23 CN CN202110698143.4A patent/CN113752414A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
| CN116021805A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-04-28 | 万美通管业(杭州)股份有限公司 | 生产玻璃纤维编织拉挤管的纤维编织层浸胶装置及方法 |
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