CN210733218U - 一种链板式热塑性板材设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种链板式热塑性板材设备，链板式热塑性板材设备包括两组链板驱动组件，其中一组链板驱动组件位于上部，其链板本体底部具有一水平分布的上压合面；另一组链板驱动组件位于下部，其链板本体顶部具有一水平分布的下压合面；所述上压合面和下压合面之间构成一用于板材输送的通道间隙；制备时由挤出机纤维混合料直接喂入链板式热塑性板材设备并获得板材；本实用新型结构设计合理，通过链板式热塑性板材设备能够连续生产长纤维热塑性板材，生产效率高，同时大大降低设备投入，只需要小压机及加温装置即可完成板材制品的配套生产。

Description

一种链板式热塑性板材设备

技术领域

本实用新型涉及复材材料及其加工设备技术领域，尤其涉及一种链板式热塑性板材设备。

背景技术

热塑性纤维增强板材，属于在一定温度和压力下形成的一种层间混杂复合材料。这类材料的强度、模量、冲击韧性、耐热性及耐蠕变性能均明显优于短纤维增强的热塑性复合材料，除冲击强度外，其他性能与玻璃纤维毡增强热塑型复合材料相当，通过与连续纤维织物的组合，长纤维增强热塑性材料（LFT）在力学性能上完全可超越玻纤热塑预浸料（GMT），其成型加工性能优于玻纤热塑预浸料（GMT），具有良好的充模能力，制品可以通过模压工艺成型，可成型非常复杂的构件，可取代一些金属料、热固SMC复合材料、团状模塑料（BMC）及一系列工程塑料，在汽车及其他车辆制造、建筑、包装家电、化工、养殖等行业中获得应用。

但是，真正的LFT工艺设备引进成本高，不能满足市场需求，而国内传统的复合材料加工设备存在加工不连续的问题，造成生产效率较低。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种链板式热塑性板材设备，用于实现热塑性板材的低成本、高效率的生产。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种链板式热塑性板材设备，其特征在于，包括：

两组链板驱动组件，链板驱动组件包括设备支架、以及安装在设备支架上若干托辊，托辊外侧设有与其连接的链板本体；

其中一组链板驱动组件位于上部，其链板本体底部具有一水平分布的上压合面；另一组链板驱动组件位于下部，其链板本体顶部具有一水平分布的下压合面；

所述上压合面和下压合面之间构成一用于板材输送的通道间隙，上压合面的顶面和下压合面的底面上分别设有所述托辊，并通过托辊压紧所述上压合面和下压合面向同一方向输送板材。

所述托辊包括驱动辊和偏心揉搓辊，驱动辊设有至少两组，所述偏心揉搓辊设置在相邻的驱动辊之间，且偏心揉搓辊通过转动可以在上压合面或下压合面表面构成向通道间隙内部凸起的挤压部。

所述驱动辊中位于两端的两组分别张紧所述链板本体的内壁设置，通过驱动辊带动所述链板本体同步转动。

所述驱动辊采用加热辊结构。

所述驱动辊内部设有用于加热介质流通的加热通道，所述加热通道的长度方向沿驱动辊的轴向分布并靠近驱动辊表面设置，驱动辊两端分别设有加热进口和加热出口，且加热进口和加热出口分别与所述加热通道连通。

还包括了用于调节通道间隙高度的若干伸缩调节机构，伸缩调节机构安装固定在其中一组的链板驱动组件的设备支架上，且伸缩调节机构的伸缩端与另一组伸缩调节机构的设备支架连接。

所述伸缩调节机构包括螺杆和固定块，螺杆穿过固定块设置且两者之间螺纹连接，固定块安装在其中一组链板驱动组件上，螺杆一端作为所述伸缩端并与另一组链板驱动组件连接。

还包括驱动电机，驱动电机安装固定在其中一组链板驱动组件的设备支架上，驱动电机的输出端分别与两组所述链板驱动组件的其中任意一组驱动辊传动连接，且同一组链板驱动组件的驱动辊和偏心揉搓辊之间传动连接。

一种长纤维热塑性板材制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将纤维混合料送入链板式热塑性板材设备的通道间隙的进料口，由两组链板驱动组件对纤维混合料进行热压复合获得预加工纤维层板，其中工艺条件包括：

热压温度为200～220℃；

热压接触时间为30～60s；

辊压压力为16～20MPa；

通道间隙的高度小于预加工纤维层板的厚度值0.1～0.5mm。

所述纤维混合料为将基体树脂、或长纤维和基体树脂的混合物喂入挤出机并熔融挤出获得。

所述纤维混合料还包括了位于纤维混合料两侧表面的纤维纱。

所述基体树脂为聚丙烯、聚乙烯中的任意一种或其对应的改性树脂。

所述长纤维采用纤维丝或纤维纱或编织纤维毡布，长纤维的纤维材质采用玻璃纤维、碳纤维、植物纤维中的任意一种。

所述挤出机采用双螺杆挤出机。

所述挤出机包括九个加热区和一个机头，其具体工作温度如下：

一区温度为165-175℃；二区温度为195-205℃；三区温度为200-210℃；四区温度为205-215℃；五区温度为195-205℃；六区温度为195-205℃；七区温度为195-205℃；八区温度为245-255℃；九区温度为205-215℃；机头温度为205-215℃。

还包括了校平工序，在链板式热塑性板材设备的通道间隙的出料口处将预加工纤维层板喂入光辊设备，由光辊设备对预加工纤维层板进行表面校平。

本实用新型的有益效果是：结构设计合理，通过链板式热塑性板材设备能够连续生产长纤维热塑性板材，生产效率高，同时大大降低设备投入，只需要小压机及加温装置即可完成板材制品的配套生产。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为链板式热塑性板材设备的结构示意图。

图2为伸缩调节机构的结构示意图。

图3为驱动辊的结构示意图。

图4为偏心揉搓辊的结构示意图。

图5为长纤维热塑性板材制备系统的结构示意图。

图中：1纤维纱辊、2上层主动驱动辊、3上层偏心揉搓辊、4上层从动驱动辊、5伸缩调节机构、6上层设备支架、7下层设备支架、8下层主动驱动辊、9驱动电机、10传动链条、11下层链板本体、12下层从动驱动辊、13上层链板本体、14轴承座、15下层偏心揉搓辊、16张紧轮、17张紧调节装置、18进纱托辊、19加热进口、20加热通道、21螺杆、22固定块、23挤出机、24链板式热塑性板材设备、25光辊设备。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

实施例一

如图1至图4所示：本实施例提供一种链板式热塑性板材设备，其具体包括：

两组链板驱动组件，包括位于上部的第一链板驱动组件和位于下部的第二链板驱动组件；

所述第一链板驱动组件包括上层设备支架6、以及安装在上层设备支架6上两个位于同一高度的驱动辊和六个位于同一高度的上层偏心揉搓辊3，上层偏心揉搓辊3位于驱动辊之间，驱动辊包括位于左侧端部的上层主动驱动辊2和位于右侧端部的上层从动驱动辊4，上层偏心揉搓辊3、上层主动驱动辊2和上层从动驱动辊4两端分别通过轴承座14转动安装在所述上层设备支架6上，且上层偏心揉搓辊3和上层主动驱动辊2前端于上层设备支架6外侧还设有与其连接的齿轮，上层主动驱动辊2和上层从动驱动辊4外侧设有与其连接的上层链板本体13，上层链板本体13采用钢制链板，上层主动驱动辊2和上层从动驱动辊4分别张紧所述上层链板本体13的内壁设置，并通过所述上层主动驱动辊2转动带动所述上层链板本体13同步转动，上层链板本体13的底面构成一水平分布的上压合面；

所述第二链板驱动组件与第一链板驱动组件结构主体相同，只不过纵向对称分布在第一链板驱动组件下部，第二链板驱动组件包括下层设备支架7、以及安装在下层设备支架7上两个位于同一高度的驱动辊和六个位于同一高度的下层偏心揉搓辊15，下层偏心揉搓辊15位于驱动辊之间，驱动辊包括位于左侧端部的下层主动驱动辊8和位于右侧端部的下层从动驱动辊12，下层偏心揉搓辊15、下层主动驱动辊8和下层从动驱动辊12两端分别通过轴承座14转动安装在所述下层设备支架7上，且下层偏心揉搓辊15和下层主动驱动辊8前端于下层设备支架7外侧还设有与其连接的齿轮，下层主动驱动辊8和下层从动驱动辊12外侧设有与其连接的下层链板本体11，下层主动驱动辊8和下层从动驱动辊12分别张紧所述下层链板本体11的内壁设置，并通过所述下层主动驱动辊8转动带动所述下层链板本体11同步转动，下层链板本体11的顶面构成一水平分布的下压合面；

进一步地，所述下层设备支架7上还安装有驱动电机9，驱动电机9采用双轴输出减速器，驱动电机9的输出端分别与上层主动驱动辊2、下层主动驱动辊8的齿轮通过链条传动连接，其该链条外侧设有张紧轮16，张紧轮16分别安装固定在对应位置的下层设备支架7上，用于满足通道间隙调整过程中的链条的配合调节功能，通过张紧轮16压紧链条保持链条的张紧效果；上层主动驱动辊2和下层主动驱动辊8分别通过链条与各自链板驱动组件中的偏心揉搓辊的齿轮之间传动连接，使得通过驱动电机9同步控制第一链板驱动组件和第二链板驱动组件进行同步异向驱动，用于满足对长纤维热塑性板材移动方向的同步输送效果；

所述上压合面和下压合面之间构成一用于板材输送的通道间隙，并通过上层主动驱动辊2和上层从动驱动辊4、下层主动驱动辊8和下层从动驱动辊12分别压紧所述上压合面和下压合面向同一方向输送板材，在输送的过程中，上层从动驱动辊4和下层偏心揉搓辊15通过转动可以在上压合面或下压合面表面构成向通道间隙内部凸起的挤压部，并通过所述挤压部对板材两侧表面进行揉搓，保障板材中纤维的浸渍效果及板材质量；

进一步地，所述上层主动驱动辊2和上层从动驱动辊4、下层主动驱动辊8和下层从动驱动辊12均采用加热辊结构，驱动辊内部设有用于加热介质流通的加热通道20，所述加热通道20的长度方向沿其所在的驱动辊轴向分布并靠近驱动辊表面设置，驱动辊两端分别设有加热进口19和加热出口，且加热进口19和加热出口分别通过放射状的通道分别与所述加热通道20连通，加热介质自加热进口19进入加热通道20，并从加热出口离开所述加热通道20，通过循环流动的加热介质保持驱动辊的加热状态及加热温度。

进一步地，为了满足不同厚度的长纤维热塑性板材的生产，两组链板驱动组件还包括了用于调节通道间隙高度的四组伸缩调节机构5，两组链板驱动组件分别位于两组链板驱动组件的外侧，并与长纤维热塑性板材的通道间隙进口和出口位置错开设置，伸缩调节机构5包括螺杆21和固定块22，螺杆21穿过固定块22设置且两者之间螺纹连接，固定块22安装在其中第一链板驱动组件的上层设备支架6上，螺杆21底端作为伸缩端并与第二链板驱动组件下层设备支架7的顶面相抵，通过转动调节螺杆21，用于控制通道间隙的高度，从而与不同厚度的长纤维热塑性板材的生产条件匹配。

如图5所示：一种长纤维热塑性板材制备方法，主要基于上述链板式热塑性板材设备24在长纤维热塑性板材实际生产中的应用，具体包括以下步骤：

步骤01：纤维混合料制备：将基体树脂粒料按设计性能要求、配方比例加入储料罐中，利用失重式计量称向挤出机23中加入基体树脂粒料进行熔融，并在挤出机23的加料段加入长纤维并与基体树脂混合共混密炼；其中，连续纤维采用纤维丝或纤维纱或编织纤维毡布，长纤维的纤维材质采用玻璃纤维、碳纤维、植物纤维中的任意一种，上述纤维丝或纤维纱或编织纤维毡布均经剪裁后置入挤出机23，基体树脂为聚丙烯、聚乙烯中的任意一种或其对应的改性树脂；

挤出机23采用双螺杆挤出机，由挤出机23的机头挤出纤维混合料，机头中的模具开口按照长纤维热塑性板材的设计加工成型；其中，所述挤出机23包括九个加热区和一个机头，其具体工作温度如下：

一区温度为170℃；二区温度为200℃；三区温度为205℃；四区温度为210℃；五区温度为200℃；六区温度为200℃；七区温度为200℃；八区温度为250℃；九区温度为210℃；机头温度为210℃；

所述挤出机23被广泛应用于聚合物的共混、填充改性、增强改性以及挤出成型，而本实施例采用的双螺杆挤出机，其喂料特性好，适用范围广，而且相比单螺杆挤出机有更好的混炼、排气、反应以及自洁功能，此外，双螺杆挤出机在加工热稳定性差的塑料和共混料时具有显著优势。

步骤02：混合：将纤维混合料送入链板式热塑性板材设备24的通道间隙的进料口，在链板式热塑性板材设备24的输送效果下完成对纤维混合料的牵引，使纤维混合料连续喂入链板式热塑性板材设备24的通道间隙内部，由两组链板驱动组件对纤维混合料进行热压复合获得预加工纤维层板，其中工艺条件包括：

热压温度为200℃；

热压接触时间为40s；

辊压压力为20MPa；

通道间隙的高度为1.9mm，预加工纤维层板的厚度值为2mm；

步骤03：校平：在链板式热塑性板材设备24的通道间隙的出料口处将预加工纤维层板喂入光辊设备25，由光辊设备25对预加工纤维层板进行表面校平；

步骤04：剪切：使用剪切机构将制备的纤维增强板材裁剪成所需规格。

步骤05：成型：将板材按一定数量放入至制件模具，通过一定压力和时间制成所需制件。

实施例二

如图1至图4所示：本实施例提供一种链板式热塑性板材设备，与实施例一的不同在于：

第一链板驱动组件的上层设备支架6上部和第二链板驱动组件的下层设备支架7上部前侧还设有与其连接固定的纤维纱辊1，用于放置纤维纱的纱卷，并将纤维纱通过导向辊喂入通道间隙。

如图5所示：一种长纤维热塑性板材制备方法，主要基于上述链板式热塑性板材设备24在长纤维热塑性板材实际生产中的应用，与实施例一的不同主要在于步骤01中纤维混合料制备，步骤01的具体实施方式如下：

步骤01：纤维混合料制备：将基体树脂粒料按设计性能要求、配方比例加入储料罐中，利用失重式计量称向挤出机23中加入基体树脂粒料进行熔融，其中，基体树脂为聚丙烯、聚乙烯中的任意一种或其对应的改性树脂；

挤出机23采用双螺杆挤出机，由挤出机23的机头挤出基体树脂，机头中的模具开口按照长纤维热塑性板材的设计加工成型；其中，所述挤出机23包括九个加热区和一个机头，其具体工作温度如下：

一区温度为170℃；二区温度为200℃；三区温度为205℃；四区温度为210℃；五区温度为200℃；六区温度为200℃；七区温度为200℃；八区温度为250℃；九区温度为210℃；机头温度为210℃；

所述挤出机23被广泛应用于聚合物的共混、填充改性、增强改性以及挤出成型，而本实施例采用的双螺杆挤出机，其喂料特性好，适用范围广，而且相比单螺杆挤出机有更好的混炼、排气、反应以及自洁功能，此外，双螺杆挤出机在加工热稳定性差的塑料和共混料时具有显著优势；

在基体树脂挤出的同时，通过纤维纱辊1向基体树脂的上侧及下侧表面分别同步铺设纤维纱，使基体树脂与纤维纱构成纤维混合料，并将该纤维混合料按照实施例一中的步骤02送入链板式热塑性板材设备24的通道间隙的进料口。

实施例三

如图1至图4所示：本实施例提供一种链板式热塑性板材设备，其结构与实施例二相同。

如图5所示：一种长纤维热塑性板材制备方法，主要基于上述链板式热塑性板材设备24在长纤维热塑性板材实际生产中的应用，与实施例一、实施例二的不同主要在于步骤01中纤维混合料制备，在实施例一的基础上增加了实施例二中纤维纱的铺设，使得纤维混合料内部及两侧表面均包含纤维，步骤01的具体实施方式如下：

步骤01：纤维混合料制备：将基体树脂粒料按设计性能要求、配方比例加入储料罐中，利用失重式计量称向挤出机23中加入基体树脂粒料进行熔融，并在挤出机23的加料段加入长纤维并与基体树脂混合共混密炼；其中，连续纤维采用纤维丝或纤维纱或编织纤维毡布，长纤维的纤维材质采用玻璃纤维、碳纤维、植物纤维中的任意一种，上述纤维丝或纤维纱或编织纤维毡布均经剪裁后置入挤出机23，基体树脂为聚丙烯、聚乙烯中的任意一种或其对应的改性树脂；

挤出机23采用双螺杆挤出机，由挤出机23的机头挤出纤维混合料，机头中的模具开口按照长纤维热塑性板材的设计加工成型；其中，所述挤出机23包括九个加热区和一个机头，其具体工作温度如下：

一区温度为170℃；二区温度为200℃；三区温度为205℃；四区温度为210℃；五区温度为200℃；六区温度为200℃；七区温度为200℃；八区温度为250℃；九区温度为210℃；机头温度为210℃；

所述挤出机23被广泛应用于聚合物的共混、填充改性、增强改性以及挤出成型，而本实施例采用的双螺杆挤出机，其喂料特性好，适用范围广，而且相比单螺杆挤出机有更好的混炼、排气、反应以及自洁功能，此外，双螺杆挤出机在加工热稳定性差的塑料和共混料时具有显著优势；

在基体树脂挤出的同时，通过纤维纱辊1向基体树脂的上侧及下侧表面分别同步铺设单向玻璃纤维纱，使基体树脂与单向玻璃纤维纱构成纤维混合料，并将该纤维混合料按照实施例一中的步骤02送入链板式热塑性板材设备24的通道间隙的进料口。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型的目的技术方案，都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种链板式热塑性板材设备，其特征在于，包括：

两组链板驱动组件，链板驱动组件包括设备支架、以及安装在设备支架上若干托辊，托辊外侧设有与其连接的链板本体；

其中一组链板驱动组件位于上部，其链板本体底部具有一水平分布的上压合面；另一组链板驱动组件位于下部，其链板本体顶部具有一水平分布的下压合面；

所述上压合面和下压合面之间构成一用于板材输送的通道间隙，上压合面的顶面和下压合面的底面上分别设有所述托辊，并通过托辊压紧所述上压合面和下压合面向同一方向输送板材。

2.根据权利要求1所述的一种链板式热塑性板材设备，其特征在于：所述托辊包括驱动辊和偏心揉搓辊，驱动辊设有至少两组，所述偏心揉搓辊设置在相邻的驱动辊之间，且偏心揉搓辊通过转动可以在上压合面或下压合面表面构成向通道间隙内部凸起的挤压部。

3.根据权利要求2所述的一种链板式热塑性板材设备，其特征在于：所述驱动辊中位于两端的两组分别张紧所述链板本体的内壁设置，通过驱动辊带动所述链板本体同步转动。

4.根据权利要求2所述的一种链板式热塑性板材设备，其特征在于：所述驱动辊采用加热辊结构。

5.根据权利要求4所述的一种链板式热塑性板材设备，其特征在于：所述驱动辊内部设有用于加热介质流通的加热通道，所述加热通道的长度方向沿驱动辊的轴向分布并靠近驱动辊表面设置，驱动辊两端分别设有加热进口和加热出口，且加热进口和加热出口分别与所述加热通道连通。

6.根据权利要求1所述的一种链板式热塑性板材设备，其特征在于：还包括了用于调节通道间隙高度的若干伸缩调节机构，伸缩调节机构安装固定在其中一组的链板驱动组件的设备支架上，且伸缩调节机构的伸缩端与另一组伸缩调节机构的设备支架连接。

7.根据权利要求6所述的一种链板式热塑性板材设备，其特征在于：所述伸缩调节机构包括螺杆和固定块，螺杆穿过固定块设置且两者之间螺纹连接，固定块安装在其中一组链板驱动组件上，螺杆一端作为所述伸缩端并与另一组链板驱动组件连接。

8.根据权利要求1所述的一种链板式热塑性板材设备，其特征在于：还包括驱动电机，驱动电机安装固定在其中一组链板驱动组件的设备支架上，驱动电机的输出端分别与两组所述链板驱动组件的其中任意一组驱动辊传动连接，且同一组链板驱动组件的驱动辊和偏心揉搓辊之间传动连接。

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