CN207874913U - 层合式生物质复合材料的连续生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开层合式生物质复合材料的连续生产系统，包括熔膜成型装置一和纤维材料输送装置，熔膜成型装置一包括成型辊一和与成型辊一压合的滚筒一；所述纤维材料输送装置包括输送器、震动装置和设有辊体的传送装置，震动装置设置在传送装置的下方；辊体与所述滚筒一配合转动，其被设置为压合纤维材料与高分子熔膜成为一体。有效解决了纤维与塑料共混后的复合材料生产过程中的流动性差、易过热、加工过程有大量气体释放、分散不均匀等现象，使层合式生物质复合材料的生产效率提高，易于加工。本连续生产系统将待复合的各层材料有序结合，可以根据实际生产需要复合不同材料，不同层数的复合材料，适合不同材料的加工，实用性强。

Description

层合式生物质复合材料的连续生产系统

技术领域

本实用新型涉及复合材料领域，具体地，涉及层合式生物质复合材料的连续生产系统。

背景技术

木塑复合材料（Wood-Plastic Composites,WPC）是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物生物质纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包装等行业。将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压木塑复合板材。

生物质复合材料既能发挥材料中各组分的优点，克服因木材强度低、变异性大及有机材料弹性模量低等造成的使用局限性，又能充分利用废弃的木材和塑料，减少环境污染。从生产原料来看，生物质复合材料的原料可采用各种废旧塑料、废木料及农作物的剩余物。因此生物质复合材料的研制和广泛应用，有助于减缓塑料废弃物的污染，也有助于减少农业废弃物焚烧给环境带来的污染。生物质复合材料的生产和使用，不会向周围环境散发危害人类健康的挥发物，材料本身还可回收利用，是一种全新的绿色环保产品，也是一种生态洁净的复合材料。

以生物质纤维与塑料混合，生产出一种木塑复合材料，可代替木材、塑料、金属等，广泛应用于各行各业。但是，生物质纤维与塑料共混后的复合材料具有流动性差、易过热、加工过程有大量气体释放、分散不均匀等现象，直接导致加工困难，生产效率低，应用受到限制。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术不足，提供一种层合式生物质复合材料的连续生产系统，有效解决了纤维与塑料共混后的复合材料生产过程中的流动性差、易过热、加工过程有大量气体释放、分散不均匀等现象，使层合式生物质复合材料的生产效率提高，易于加工。

本实用新型另一目的在于提供一种层合式生物质复合材料的连续生产系统的使用方法。

本实用新型的实用新型目的是通过以下技术方案实现：

公开一种层合式生物质复合材料的连续生产系统，包括熔膜输送装置一和纤维材料输送装置，

所述熔膜成型装置一包括成型辊一和与成型辊一压合的滚筒一；

所述纤维材料输送装置包括输送器、震动装置和设有辊体的传送装置，所述震动装置设置在传送装置的下方；

所述辊体与所述滚筒一配合转动，其被设置为压合纤维材料与熔膜成为一体。

本实用新型的层合式生物质复合材料的连续生产系统将已做好的热塑性熔膜或高分子材料放在高分子熔膜成型装置一，通过成型辊一和与成型辊一压合的滚筒一进行初步碾压，成型辊和滚筒一内部均可以加热，使热塑性熔膜或高分子材料形成表面熔融状态，形成熔融的高分子熔膜；同时，开启生物质纤维材料输送装置，将生物质纤维材料通过辊体带动输送带，将生物质纤维材料输送到辊体与滚筒一件，使生物质纤维材料完全与高分子熔膜紧密结合，形成层合式生物质复合材料。

本实用新型的层合式生物质复合材料的连续生产系统可以智能控制待复合材料的输送速度和待复合材料的状态，能有效控制复合后的层合式生物质复合材料的质量，达到使用性能。

进一步地，所述熔膜成型装置一还包括螺杆挤出机，所述螺杆挤出机包括挤出机和流延模具，所述挤出机的出口与所述流延模具的入口连通，所述流延模具的下方设有成型辊一。

进一步地，所述螺杆挤出机为单螺杆、双螺杆、多螺杆挤出机的任意一种。

本实用新型优选采用螺杆挤出流延热塑性熔膜，在熔膜还处于熔融状态时，与纤维层合，然后通过滚筒一碾压，使纤维材料与熔膜紧密结合，根据需要，可在纤维层另一面继续层合一层热塑性熔膜，得到三明治形状的三层生物质复合材料，本实用新型的层合式生物质复合材料连续生产系统，可以重复层合，得到实际需要的三层及以上的多层复合材料，适合不同的材料复合。

进一步地，所述滚筒一和成型辊一均为空心圆筒为空心圆筒，所述空心圆筒内部通过水、油、气体或电阻加热。

进一步地，所述输送器为真空输送器。

所述纤维材料可以是粉状、块状、细长等形状，优选细长纤维。

进一步地，所述辊体的下方设置有回收装置，其被设置为回收未完全贴合在高分子熔膜上的纤维材料。

进一步地，还设置有熔膜成型装置二，包括成型辊二和与成型辊二压合的滚筒二，所述滚筒二与滚筒一配合转动，其被设置为压合纤维材料与高分子熔膜成为一体。

进一步地，所述传送装置包括传送带和设置在传送带上下两侧的分散辊。

在分散辊的作用下，能够均匀分散纤维，使其在传送装置上进入滚筒一和辊体间碾压之前均匀分布。传送装置包括传送带，传送带可以是金属、橡胶、塑料、帆布等材质，优选帆布材质。

进一步地，所述震动装置为三维振动器，所述三维振动器设置在靠近所述滚筒一的一侧的传送带下方。

三维震动器可以提供三维方向的震动，使纤维材料在层合之前形成沿纤维长度方向的取向，通过调整不同层的纤维取向方向，就可以使不同层纤维取向形成交叉，得到类似网状结构的层合材料，从而提高复合材料的力学性能。

本实用新型的另一目的在于公开上述连续生产系统的使用方法，包括以下步骤：

S1. 将高分子材料A放在熔膜熔膜成型装置一中，将高分子材料A通过熔融塑化挤出在成型辊一上，通过成型辊一和滚筒一压合，所述成型辊一和滚筒一加热到30~300℃，将高分子材料A压合呈成熔融状态的高分子熔膜A；

S2. 同时，将生物质纤维材料加入到生物质纤维材料输送装置，通过辊体带动传送装置，开启传送装置下方的震动器和分散辊，将生物质纤维材料输送到辊体和滚筒一间，辊体和滚筒一之间有一定的压力和作用角度，使生物质纤维材料完全与高分子熔膜A紧密结合；

S3. 将高分子材料B放在高分子熔膜输送装置二中，将高分子材料B通过熔融塑化挤出在成型辊二上，通过成型辊二和滚筒二压合，所述成型辊二和滚筒二加热到30~300℃，将高分子材料B压合呈成熔融状态的高分子熔膜B；滚筒二与滚筒一配合转动，压合高分子熔膜A、生物质纤维材料与高分子熔膜B成为一体。

可根据实际产品的需求，可以将高分子材料A与高分子材料B设置为不同高分子材料。

本实用新型的连续生产系统的使用方法操作简单，产品生产稳定，效率高，适用于各种层合式复合材料的生产，应用范围广泛。

相对现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的层合式生物质复合材料的连续生产系统用于生物质纤维与塑料混合，生产出一种层合式生物质复合材料，可代替木材、塑料、金属等，广泛应用于各行各业。本生产系统能解决纤维材料与高分子材料（如塑料）共混后具有流动性差、易过热、加工过程有大量气体释放、分散不均匀等现象，生产制备的复合材料加工性能好，生产效率高。

本层合式生物质复合材料的连续生产系统将待复合的各层材料有序结合，可以根据实际生产需要复合不同材料，不同层数的复合材料，适合不同材料的加工，应用极其广泛，实用性强。

本实用新型的纤维输送装置的震动装置，可以给纤维材料施加x,y,z三维方向的震动，通过震动作用，使纤维在层合之前实现纤维取向（即纤维长度沿某一方向排列），从而提高复合材料的力学性能。

本实用新型的纤维输送装置上装有一对分散辊，可以使纤维物料在传送装置的传送带上等厚、等量均匀分布，有利于得到质量均匀的复合材料制品。

本实用新型的层合式生物质复合材料的连续生产系统可以通过调节熔膜、纤维材料层的厚度，调节滚筒之间的压力，达到调节复合材料纤维含量和复合材料制品力学性能的目的。

附图说明

附图1为本实用新型的层合式生物质复合材料的连续生产系统的示意图。

其中，1-螺杆挤出机、2-成型辊一、3-滚筒一、4-高分子熔膜A、5-生物质纤维材料、6-高分子熔膜B、7-滚筒二、8-螺杆挤出机、9-成型辊二、10-辊体、11-传送带、12-回收装置、13-分散辊、14-三维震动器、16-真空输送器、101-挤出机、102-流延模具。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的层合式生物质复合材料的连续生产系统，包括熔膜成型装置一、纤维材料输送装置和熔膜输送装置二；

熔膜成型装置一包括螺杆挤出机1、成型辊一2和与成型辊一2压合的滚筒一3；纤维材料输送装置包括真空输送器16、三维震动器14和设有辊体10的传送装置，三维震动器14设置在传送装置的下方；本传送装置包括传送带11和设置在传送带11上下两侧的一对分散辊13。

辊体10与滚筒一3配合转动，其被设置为压合纤维材料与高分子熔膜成为一体。

熔膜输送装置二包括螺杆挤出机8、成型辊二9和与成型辊二9压合的滚筒二7，滚筒二7与滚筒一3配合转动，其被设置为压合纤维材料与高分子熔膜成为一体。

本实施例的螺杆挤出机1包括挤出机101和流延模具102，挤出机101的出口与流延模具102的入口连通，流延模具102的下方设有成型辊一2。本螺杆挤出机为单螺杆、双螺杆、多螺杆挤出机的任意一种，本实施例为单螺杆挤出机。

其中，滚筒一3、滚筒二7、成型辊一2和成型辊二9均为空心圆筒，空心圆筒内部通过水、油或气体加热。为了加热熔膜成熔融状态，以便于纤维材料完全与高分子熔膜紧密贴合。

输送纤维颗粒的辊体10的下方设置有回收装置12，为了回收未完全贴合在高分子熔膜上的纤维材料。

本层合式生物质复合材料的连续生产系统，有效解决了纤维与塑料共混后的复合材料生产过程中的流动性差、易过热、加工过程有大量气体释放、分散不均匀等现象，使层合式生物质复合材料的生产效率提高，易于加工。

实施例2

本实施例的层合式生物质复合材料的连续生产系统的使用方法，包括以下步骤：

S1. 将高分子材料A放在螺杆挤出机1中，将高分子材料A通过熔融塑化挤出在成型辊一2上，通过成型辊一2和滚筒一3压合，成型辊一2和滚筒一3加热到30~300℃，将高分子材料A压合呈成熔融状态的高分子熔膜A4；

S2. 同时，将生物质纤维材料加入到生物质纤维材料输送装置，通过辊体10带动传送装置，开启传送装置下方的三维震动器14和分散辊13，将生物质纤维材料输送到辊体10和滚筒一3间，辊体10和滚筒一3之间有一定的压力和作用角度，使生物质纤维材料5完全与高分子熔膜A4紧密结合；

S3. 将高分子材料B放在螺杆挤出机8中，将高分子材料B通过熔融塑化挤出在成型辊二9上，通过成型辊二9和滚筒二7压合，成型辊二9和滚筒二7加热到30~300℃，将高分子材料B压合呈成熔融状态的高分子熔膜B6；滚筒二7与滚筒一3配合转动，压合高分子熔膜A4、生物质纤维材料5与高分子熔膜B6成为一体，呈三明治结构。

本实用新型的连续生产系统的使用方法操作简单，产品生产稳定，效率高，适用于各种层合式复合材料的生产，应用范围广泛。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种层合式生物质复合材料的连续生产系统，其特征在于，包括熔膜成型装置一和纤维材料输送装置，

所述熔膜成型装置一包括成型辊一和与成型辊一压合的滚筒一；

所述纤维材料输送装置包括输送器、震动装置和设有辊体的传送装置，所述震动装置设置在传送装置的下方；

所述辊体与所述滚筒一配合转动，其被设置为压合纤维材料与熔膜成为一体。

2.根据权利要求1所述层合式生物质复合材料的连续生产系统，其特征在于，所述熔膜成型装置一还包括螺杆挤出机，所述螺杆挤出机包括挤出机和流延模具，所述挤出机的出口与所述流延模具的入口连通，所述流延模具的下方设有成型辊一。

3.根据权利要求2所述层合式生物质复合材料的连续生产系统，其特征在于，所述螺杆挤出机为单螺杆、双螺杆、多螺杆挤出机的任意一种。

4.根据权利要求1所述层合式生物质复合材料的连续生产系统，其特征在于，所述滚筒一和成型辊一均为空心圆筒，所述空心圆筒内部通过水、油、气体或电阻加热。

5.根据权利要求1所述层合式生物质复合材料的连续生产系统，其特征在于，所述输送器为真空输送器。

6.根据权利要求1所述层合式生物质复合材料的连续生产系统，其特征在于，所述辊体的下方设置有回收装置，其被设置为回收未完全贴合在熔膜上的纤维材料。

7.根据权利要求1所述层合式生物质复合材料的连续生产系统，其特征在于，还设置有熔膜输送装置二，包括成型辊二和与成型辊二压合的滚筒二，所述滚筒二与滚筒一配合转动，其被设置为压合纤维材料与熔膜成为一体。

8.根据权利要求1所述层合式生物质复合材料的连续生产系统，其特征在于，所述传送装置包括传送带和设置在传送带上下两侧的一对分散辊。

9.根据权利要求8所述层合式生物质复合材料的连续生产系统，其特征在于，所述震动装置为三维振动器。