CN114130607A - 一种高粘度浆料布料装置及石墨烯平展材料制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于浆料涂布技术领域，尤其为一种高粘度浆料布料装置及石墨烯平展材料制作方法，该高粘度浆料布料装置包括浆料桶、下料机构，浆料桶通过进料管连通到下料机构，下料机构包括上料斗、下料斗，进料管末端连通到上料斗顶部，上料斗的下部位于下料斗内，上料斗外壁设有多个第一高频振动器，下料斗外壁设有多个第二高频振动器，比如当需要在基材上涂布石墨烯浆料时，上料斗与第一高频振动器组合，对高粘度的浆料进行第一次分散，下料斗与第二高频振动器组合，对高粘度的浆料进行第二次分散，使高粘度浆料分散更均匀，大大降低浆料的团聚程度和颗粒沉淀现象，达到顺利下料、布料的目的，使得基材上的浆料密度均匀。

Description

一种高粘度浆料布料装置及石墨烯平展材料制作方法

技术领域

本发明属于浆料涂布技术领域，具体涉及一种高粘度浆料布料装置及石墨烯平展材料制作方法。

背景技术

由石墨烯加工制作的导热膜、导电织物等平展材料具有广泛用途，比如，导热膜可用于手机等电子产品的散热，导电织物可用于制作具有抗静电效果的工作服，用于油田、煤矿、电子工业及其他易燃易爆的场合。

石墨烯平展材料是通过涂布工艺制造，也就是将石墨烯浆料均匀的涂布到基材上，涂布工艺是通过涂布机来实现的，目前行业所用的涂布机采用转移或挤压工艺将浆料均匀的涂布到薄膜、纸张、织布等基材上，此方法对浆料的物理状态有较高的要求，如浆料应有较低的运动粘度，有较好的自流动性、流平性，以及有较好的粘接性，这样才能保证浆料能够较均匀的涂布到基材上。

由于石墨烯浆料粘度较大，表现为膏状或块状，无法利用现有的布料装置进行挤压，且粘度较大时，会导致涂布范围不均匀，涂布厚度不均匀，而高粘度石墨烯浆料还会造成团聚、颗粒沉淀现象，严重影响涂布材料密度，因此，对于包括石墨烯浆料在内的粘度较大的浆料，采用目前的涂布装置无法保证质量的涂布到基材上。

现有技术中，公开号为CN110240831A的中国专利文献记载了一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，公开号为CN112408385A的中国专利文献记载了一种低粘度的氧化石墨烯浆料及其制备方法、氧化石墨烯膜及其制备方法、石墨烯导热膜及其制备方法，二者都是通过配置低粘度的石墨烯浆料确保涂覆成功，但是配置低粘度的石墨烯浆料工艺十分复杂，并且耗时长、效率低，对于很多企业来说，不具备配置低粘度石墨烯浆料的能力。为此，有必要提供一种适于涂布包括石墨烯在内的高粘度浆料的设备。

发明内容

本发明旨在提供一种高粘度浆料布料装置及石墨烯平展材料制作方法，解决现有技术中高粘度浆料难以顺利、均匀、厚度一致的涂布到基材上的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的第一方面是：

提供一种高粘度浆料布料装置，包括浆料桶、下料机构，所述浆料桶通过进料管连通到所述下料机构，在所述进料管上设有泵；

所述下料机构包括上料斗、下料斗，所述进料管末端连通到所述上料斗顶部，所述上料斗的下部位于所述下料斗内，所述上料斗外壁设有多个第一高频振动器，所述下料斗外壁设有多个第二高频振动器；

在所述下料机构下方设有涂布机构，用于将所述下料机构流出的浆料涂布在基材上。

优选的，所述上料斗的底部出料口设有网孔板。

优选的，所述上料斗上部为方形，下部两侧向下逐渐缩窄，所述第一高频振动器分布在所述上料斗下部左右两侧；

所述下料斗上部为方形，下部两侧向下逐渐缩窄，使得所述下料斗的出料口为长方形扁口，所述第二高频振动器分布在所述下料斗下部左右两侧；

所述第一高频振动器和第二高频振动器均为振动频率可调的振动器。

优选的，所述第一高频振动器、第二高频振动器沿左右方向振动。

优选的，所述下料斗底部的出料口为宽度可调结构，宽度调节范围为20-50mm。

优选的，所述涂布机构包括机架，在所述机架上设有刮刀和涂布辊，所述涂布辊用于牵拉基材，所述刮刀用于将从所述下料机构落到所述基材上的浆料涂布到基材上。

优选的，所述刮刀上下可调的安装在所述机架上，以使得涂布在基材上的浆料厚度可调整。

优选的，所述上料斗和下料斗之间密封连接。

优选的，所述上料斗中部外壁设有用于对接所述下料斗顶部的环形盖，所述下料斗顶部插接在所述环形盖中，并在所述下料斗与所述环形盖之间设有密封垫，所述下料斗与所述环形盖之间通过螺钉连接。

本发明的第二方面是：

提供一种石墨烯平展材料制作方法，包括以下步骤：

(1)进料工序：

将石墨烯浆料装入浆料桶中，通过泵和进料管将浆料桶中的石墨烯浆料泵送到下料机构中；

(2)出料工序：

(2.1)下料机构包括上料斗、下料斗，所述上料斗的下部位于所述下料斗内，所述上料斗外壁设有多个第一高频振动器，所述下料斗外壁设有多个第二高频振动器，上料斗的底部出料口设有网孔板，通过第一高频振动器对上料斗进行振动，使石墨烯浆料在第一高频振动器振动下进行预处理，将上料斗中高粘度的石墨烯浆料均匀分散到下料斗中；

(2.2)通过第二高频振动器对下料斗进行振动，使流入到下料斗中的石墨烯浆料顺利流出；

(2.3)下料斗底部的出料口为宽度可调结构，通过调整下料斗底部出料口的宽度，以及调整第二高频振动器的振动频率，控制从下料斗中流出的石墨烯浆料的流量和流速；

(3)涂布工序：

(3.1)在下料机构下方设有涂布机构，涂布机构包括机架，在机架上设有刮刀和涂布辊，涂布辊用于牵拉基材，从下料机构流出的石墨烯浆料落到基材上，刮刀用于将石墨烯浆料涂布到基材上；

(3.2)刮刀可上下调整高度，通过调整刮刀的高度，控制石墨烯浆料在基材上的涂布厚度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该高粘度浆料布料装置包括浆料桶、下料机构，浆料桶通过进料管连通到下料机构，下料机构包括上料斗、下料斗，进料管末端连通到上料斗顶部，上料斗的下部位于下料斗内，上料斗外壁设有多个第一高频振动器，下料斗外壁设有多个第二高频振动器，比如当需要在基材上涂布石墨烯浆料时，上料斗与第一高频振动器组合，对高粘度的浆料进行第一次分散，下料斗与第二高频振动器组合，对高粘度的浆料进行第二次分散，使高粘度浆料分散更均匀，大大降低浆料的团聚程度和颗粒沉淀现象，达到顺利下料、布料的目的，使得基材上的浆料密度均匀。

2、通过第一高频振动器对上料斗振动，第二高频振动器对下料斗振动，使高粘度浆料具有较好的流动性，能够及时从料斗中排出，不会产生残留，减少浪费。

3、该高粘度浆料布料装置的下料斗的出料口宽度是可调节的，并且第一高频振动器、第二高频振动器的振动频率也是可调节的，二者的组合能有效控制浆料排出的速度，有利于控制基材上石墨烯浆料的厚度，提高涂布的精度。

4、该高粘度浆料布料装置的刮刀是上下可调设置，可在基材上涂出不同厚度的浆料，同时也提高了浆料的均匀度，从而提高涂布材料面密度一致性。

5、布料过程中，通过高频振动器促进下料，效率高、能耗低，调节方便。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明高粘度浆料布料装置一实施例的结构示意图。

图2为本发明高粘度浆料布料装置一实施例中下料机构的侧视图。

图3为本发明高粘度浆料布料装置一实施例中上料斗的俯视图。

图4为本发明高粘度浆料布料装置一实施例中下料斗的俯视图。

图5为本发明高粘度浆料布料装置一实施例中下料机构的立体结构示意图之一。

图6为本发明高粘度浆料布料装置一实施例中下料机构的分解图。

图7为本发明高粘度浆料布料装置一实施例中下料机构的立体结构示意图之二。

图中，各标号示意为：浆料桶1、不锈钢卡箍2、泵3、进料管4、上料斗5、第一高频振动器51、网孔板52、环形盖53、密封垫54、第二高频振动器6、下料斗7、出料口71、插板72、台阶部73、刮刀8、涂布辊9、基材10。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种高粘度浆料布料装置，请参阅图1至图4。

如图1所示，该高粘度浆料布料装置包括浆料桶1、下料机构，浆料桶1通过进料管4连通到下料机构，在进料管4上设有泵3，泵3为螺杆泵，浆料桶1与进料管4之间通过不锈钢卡箍2固定连接，泵3两端与进料管4之间也通过不锈钢卡箍固定连接。

这里的下料机构包括上料斗5、下料斗7，进料管4的末端连通到上料斗5的顶部，上料斗5的下部位于下料斗7内，上料斗5外壁设有多个第一高频振动器51，下料斗7外壁设有多个第二高频振动器6。

如图2所示，在一实施例中，同时通过三根进料管4为上料斗5提供浆料，三根进料管4通过四通接头连接到泵3的输出端，使得浆料在上料斗5中分布均匀。

如图1所示，在下料机构下方设有涂布机构，用于将下料机构流出的浆料涂布在基材10上，基材10为薄膜、纸张、织布等平展材料，涂布机构包括机架(图中未示意出)，在机架上设有刮刀8和涂布辊9，涂布辊9用于牵拉基材10，刮刀8用于将从下料机构落到基材10上的浆料涂布到基材10上，机架主要起到固定刮刀8和涂布辊9的作用，刮刀8上下可调的安装在机架上，以使得涂布在基材10上的浆料厚度可调整，对于刮刀8上下调节方式有多种，比如可以通过在机架上设置上下方向的长孔，通过螺钉将刮刀8固定在长孔的不同位置，从而改变刮刀8的高度。

如图3所示，上料斗5的底部出料口设有网孔板52，当高粘度的浆料从上料斗5流出时，被网孔板52均匀分散，大大降低浆料的团聚程度和颗粒沉淀现象，当浆料进入下料斗7中，流动性会更好，在下料斗7中能够更加顺利流出。另外，第一高频振动器51、第二高频振动器6沿左右方向振动，防止浆料粘连在内壁上。

进一步的，如图4所示，下料斗7底部的出料口71为宽度可调结构，宽度a的调节范围为20-50mm，具体可设计为插板调节方式等。

另一实施例中的高粘度浆料布料装置的结构，请参阅图5至图7。

如图5和图6所示，上料斗5上部为方形，下部两侧向下逐渐缩窄，第一高频振动器51分布在上料斗5下部左右两侧，每一侧各设有四台第一高频振动器51，上料斗5底部的网孔板52设有阵列圆孔。下料斗7的上部也为方形，下部两侧向下逐渐缩窄，如图5所示，下料斗7的出料口71为长方形扁口，第二高频振动器6分布在下料斗7下部左右两侧，每一侧设有四台第二高频振动器6。

如图5所示，下料斗7的出料口71旁设有插板72，通过插板72能够调整出料口71的宽度，并且第一高频振动器51和第二高频振动器6均为振动频率可调的振动器，通过调节频率，能够调整浆料振动向下流淌的速度。

如图7所示，上料斗5和下料斗7之间密封连接，在上料斗5中部外壁设有用于对接下料斗7顶部的环形盖53，下料斗7的顶部插接在环形盖53中，并在下料斗7与环形盖53之间设有密封垫54，如图6所示，在下料斗7内侧设有台阶部73，密封垫54可放在台阶部73中。环形盖53上设有一圈螺孔，下料斗7顶部对应设有一圈螺孔，下料斗7与环形盖53之间通过螺钉连接。通过将上料斗5和下料斗7之间密封连接，使得内部的浆料与外界隔离，避免干化。

本发明还提供一种石墨烯平展材料制作方法，采用实施例1中的高粘度浆料布料装置，包括以下步骤：

(1)进料工序：将石墨烯浆料装入浆料桶1中，通过泵3和进料管4将浆料桶1中的石墨烯浆料泵送到下料机构中。

本步骤中，进料管4有三个分支连通到下料机构，使得进入下料机构的浆料分布均匀。

(2)出料工序：

(2.1)下料机构包括上料斗5、下料斗7，上料斗5的下部位于下料斗7内，上料斗5外壁两侧各设有四个第一高频振动器51，下料斗7外壁两侧各设有四个第二高频振动器6，上料斗5的底部出料口设有网孔板52，通过第一高频振动器51对上料斗5进行振动，使石墨烯浆料在第一高频振动器51振动下进行预处理，将上料斗5中高粘度的石墨烯浆料均匀分散到下料斗7中，防止石墨烯浆料在上料斗5中团聚和出现颗粒沉淀。

(2.2)通过第二高频振动器6对下料斗7进行振动，使流入到下料斗7中的石墨烯浆料顺利流出，在第二高频振动器6的振动作用下，下料斗7中石墨烯浆料进一步分散开来，增强流动性，避免石墨烯浆料黏在内壁上。

(2.3)下料斗7底部的出料口71为宽度可调结构，通过调整下料斗7底部出料口71的宽度，以及调整第二高频振动器6的振动频率，控制从下料斗7中流出的石墨烯浆料的流量和流速。这里的流量和流速与接下来的涂布工序中，基材的牵拉速度匹配。

(3)涂布工序：

(3.1)在下料机构下方设有涂布机构，涂布机构包括机架，在机架上设有刮刀8和涂布辊9，涂布辊9用于牵拉基材10，从下料机构流出的石墨烯浆料落到基材10上，刮刀8用于将石墨烯浆料涂布到基材10上。基材10在涂布辊9的牵拉下保持平整，并且下料机构的下料斗7底部的出料口71的宽度方向与基材10宽度方向一致，使得石墨烯浆料沿宽度方向均匀涂抹在基材10上。

(3.2)刮刀8可上下调整高度，通过调整刮刀8的高度，控制石墨烯浆料在基材上的涂布厚度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高粘度浆料布料装置，其特征在于：包括浆料桶、下料机构，所述浆料桶通过进料管连通到所述下料机构，在所述进料管上设有泵；

所述下料机构包括上料斗、下料斗，所述进料管末端连通到所述上料斗顶部，所述上料斗的下部位于所述下料斗内，所述上料斗外壁设有多个第一高频振动器，所述下料斗外壁设有多个第二高频振动器；

在所述下料机构下方设有涂布机构，用于将所述下料机构流出的浆料涂布在基材上。

2.根据权利要求1所述的高粘度浆料布料装置，其特征在于：所述上料斗的底部出料口设有网孔板。

3.根据权利要求1所述的高粘度浆料布料装置，其特征在于：

所述上料斗上部为方形，下部两侧向下逐渐缩窄，所述第一高频振动器分布在所述上料斗下部左右两侧；

所述下料斗上部为方形，下部两侧向下逐渐缩窄，使得所述下料斗的出料口为长方形扁口，所述第二高频振动器分布在所述下料斗下部左右两侧；

所述第一高频振动器和第二高频振动器均为振动频率可调的振动器。

4.根据权利要求1所述的高粘度浆料布料装置，其特征在于：所述第一高频振动器、第二高频振动器沿左右方向振动。

5.根据权利要求1所述的高粘度浆料布料装置，其特征在于：所述下料斗底部的出料口为宽度可调结构，宽度调节范围为20-50mm。

6.根据权利要求1所述的高粘度浆料布料装置，其特征在于：所述涂布机构包括机架，在所述机架上设有刮刀和涂布辊，所述涂布辊用于牵拉基材，所述刮刀用于将从所述下料机构落到所述基材上的浆料涂布到基材上。

7.根据权利要求6所述的高粘度浆料布料装置，其特征在于：所述刮刀上下可调的安装在所述机架上，以使得涂布在基材上的浆料厚度可调整。

8.根据权利要求1所述的高粘度浆料布料装置，其特征在于：所述上料斗和下料斗之间密封连接。

9.根据权利要求8所述的高粘度浆料布料装置，其特征在于：所述上料斗中部外壁设有用于对接所述下料斗顶部的环形盖，所述下料斗顶部插接在所述环形盖中，并在所述下料斗与所述环形盖之间设有密封垫，所述下料斗与所述环形盖之间通过螺钉连接。

10.一种石墨烯平展材料制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)进料工序：

将石墨烯浆料装入浆料桶中，通过泵和进料管将浆料桶中的石墨烯浆料泵送到下料机构中；

(2)出料工序：

(2.1)下料机构包括上料斗、下料斗，所述上料斗的下部位于所述下料斗内，所述上料斗外壁设有多个第一高频振动器，所述下料斗外壁设有多个第二高频振动器，上料斗的底部出料口设有网孔板，通过第一高频振动器对上料斗进行振动，使石墨烯浆料在第一高频振动器振动下进行预处理，将上料斗中高粘度的石墨烯浆料均匀分散到下料斗中；

(2.2)通过第二高频振动器对下料斗进行振动，使流入到下料斗中的石墨烯浆料顺利流出；

(2.3)下料斗底部的出料口为宽度可调结构，通过调整下料斗底部出料口的宽度，以及调整第二高频振动器的振动频率，控制从下料斗中流出的石墨烯浆料的流量和流速；

(3)涂布工序：

(3.1)在下料机构下方设有涂布机构，涂布机构包括机架，在机架上设有刮刀和涂布辊，涂布辊用于牵拉基材，从下料机构流出的石墨烯浆料落到基材上，刮刀用于将石墨烯浆料涂布到基材上；

(3.2)刮刀可上下调整高度，通过调整刮刀的高度，控制石墨烯浆料在基材上的涂布厚度。

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