熱固性樹脂基發泡複合板材的擠出成型設備的製作方法

2023-11-10 09:08:17

專利名稱：熱固性樹脂基發泡複合板材的擠出成型設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱固性樹脂基發泡複合板材的擠出成型設備，屬於複合材料技術領域。
背景技術：
熱固性樹脂加入固化劑後，在一定的溫度條件下交聯反應形成不溶不熔的三維網狀結構的樹脂；發泡指成型時形成一定尺寸的氣孔結構。熱固性樹脂由於受熱後，分子鏈間發生交聯反應，形成不溶不熔的三維網狀結構， 從而失去流動性。因此，熱固性最常用的成型方法是模壓成型和手糊成型，生產力低下，阻礙著熱固性樹脂基複合材料的開發應用。本專利設計了一種熱固性樹脂基發泡複合板材的擠出成型設備，可以提高複合板材的生產效率，降低其生產成本，為熱固性樹脂在更廣闊的領域應用提高技術支持。熱固性樹脂最常用的成型方式是模壓成型和手糊成型，近些年，酚醛樹脂等熱固性樹脂的擠出成型設備也被研發並投入使用，但其對原材料和成型工藝要求比較嚴格；發泡成型最為常見的成型方法使模壓成型，有時候也會用擠出成型方法成型微發泡板材，但常常只限於熱塑性樹脂的成型。由於熱固性樹脂具有剛性好、耐熱性好、耐化學腐蝕性好等優點，從而使熱固性樹脂複合材料的開發利用非常廣泛。

實用新型內容本實用新型針對現有技術的不足提供了一種可用於熱固性樹脂基發泡複合板材擠出成型的設備，為熱固性樹脂複合材料的擴展應用奠定了基礎。—種熱固性樹脂基發泡複合板材的擠出成型設備，包括填料混料機構、發泡成型機構和冷卻定型機構。所述的擠出成型設備，所述填料混料機構包括熱固性樹脂料鬥(5)、混料料鬥
(6)、填料料鬥(7)、計量裝置(8)、螺杆(9)、排氣孔(10)、料筒(11)、加熱片(12)。所述的擠出成型設備，所述發泡成型機構包括液體固化劑料鬥(13)、脫模劑料鬥
(14)、泡孔率調節板(15)和加熱片(12)。所述的擠出成型設備，所述冷卻定型機構包括冷卻定型板(17)、冷卻水孔(18)。本專利設計的熱固性樹脂基發泡複合板材擠出成型設備有以下優勢其一，相對現有熱固性樹脂的擠出成型設備，該設備對熱固性樹脂的種類也具有選擇性，但對工藝參數的要求沒有現有設備苛刻。其二，將熱塑性樹脂的發泡擠出成型擴展到熱固性樹脂的發泡成型，擴展了熱固性樹脂發泡成型的成型方法，也擴展了熱固性樹脂的應用領域。
圖I為熱固性樹脂基發泡複合板材擠出成型設備結構示意圖。
3[0016]1-配電箱、支架；2_主電機；3_動力分配器；4_輔電機；5_熱固性樹脂料鬥；6-混料料鬥；7_填料料鬥；8_計量裝置；9_螺杆；10-排氣孔；11-料筒；12-加熱片；13_液體固化劑料鬥；14_脫模劑料鬥；15_泡孔率調節板；16-法蘭盤；17-冷卻定型板；18-冷卻水孔；19-支架。
具體實施方式
以下結合具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。如圖I所示，熱固性樹脂基發泡複合板材擠出成型設備，包括三個部分第一部分填料混料機構，包括熱固性樹脂料鬥5、混料料鬥6、填料料鬥7、計量裝置8、螺杆9、排氣孔10、料筒11、加熱片12。首先熱固性樹脂(例如環氧樹脂、酚醛樹脂等) 和填料(例如粉煤灰、碳酸鈣、矽灰石等)在混料料鬥中初步混合，然後經計量裝置進入料筒中，最後混合物料在加熱片加熱和螺杆旋轉剪切作用下混合，保證了熱固性樹脂和填料混合體系的粘度、均一性和分散度；第二部分發泡成型機構，包括液體固化劑料鬥13、脫模劑料鬥14、泡孔率調節板 15和加熱片12。第二部分通過法蘭盤與第一部分相連，初始位置設置液體固化劑料鬥13， 從填料混料機構擠壓過來的均勻混合物料，在固化劑的作用下基體樹脂開始產生交聯反應而逐步形成網狀結構的材料。比如環氧樹脂可以採用二乙烯三胺作為固化劑，二乙烯三胺常溫下為液體，其中的胺氫原子在180°C條件下具有非常高的反應活性，可以較快的引發環氧基團產生開環反應，從而形成以二乙烯三胺為連接點的空間網狀結構。反應過程中伴隨副產物水分子的產生，加上基體中殘留的溶劑以及還沒有參與反應的分子量較小的樹脂， 在180°C左右的溫度和5-30MPa的壓力條件下，這些小分子物質在體系中以小氣泡形式存在。隨著板材的厚度逐漸增大，小氣泡尺寸逐漸長大，從而形成多孔狀結構，而泡孔率可以由這個部分始端和尾端厚度尺寸比來調節。第二部分還在中後端設置脫模劑料鬥14，脫模劑可以採用矽油或者是石蠟等(脫模劑也可以用加設表層塑料薄膜的方式替代)，此時板材已經形成表皮層，脫模劑不會滲入複合材料體系內部，從而有效發揮脫模劑的脫模作用。本部分有以下特點其一，在這個部分加入液體固化劑，可以是料筒在混合、加熱複合材料體系過程中沒有固化堵塞料筒的風險；其二，泡孔調節板15中混合物料的流動通道採用厚度尺寸漸增的設計，防止了固化反應過程的粘滯流動而導致堵塞料流通道，並且可以通過更換始末端物料流動通道厚度比值不同的泡孔率調節板15來調節複合板材的泡孔率；其三，在中後端設置脫模劑料鬥14，由於此處複合板材已經形成了皮層，脫模劑可以有效防止固化反應導致的粘模問題。第三部分冷卻定型機構，包括冷卻定型板17、冷卻水孔18。第三部分通過法蘭盤與第二部分相連，在螺杆擠壓力的擠壓和附屬牽引裝置的牽引下，複合板從發泡成型機構進入冷卻定型機構，在冷卻水的冷卻作用下定型。從第二部分出來後，複合板材雖然形成了堅硬的表皮層，但由於高分子材料傳熱慢，其內部的樹脂固化反應不完全，加上溫度高、內部氣孔壓力大。因此，冷卻定型機構的主要作用就是，讓反應不完全的樹脂繼續反應固化， 同時使板材內部氣孔內的壓力逐漸下降為零。另外，板材冷卻定型後，就可以進行裁切成一定長度的板材。由於內部還有少量樹脂沒有反應完全，這些板材還需要放置在庫房3-7天才能投放市場。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。
權利要求1.一種熱固性樹脂基發泡複合板材的擠出成型設備，其特徵在於，包括依次連接的填料混料機構、發泡成型機構和冷卻定型機構。
2.根據權利要求I所述的擠出成型設備，其特徵在於，所述填料混料機構包括熱固性樹脂料鬥(5)、混料料鬥(6)、填料料鬥(7)、計量裝置(8)、螺杆(9)、排氣孔(10)、料筒(11)、加熱片(12)。
3.根據權利要求I所述的擠出成型設備，其特徵在於，所述發泡成型機構包括液體固化劑料鬥(13)、脫模劑料鬥(14)、泡孔率調節板(15)和加熱片(12)。
4.根據權利要求I所述的擠出成型設備，其特徵在於，所述冷卻定型機構包括冷卻定型板(17)、冷卻水孔(18)。
專利摘要本實用新型公開了一種熱固性樹脂基發泡複合板材的擠出成型設備，包括填料混料機構、發泡成型機構和冷卻定型機構。本專利設計的熱固性樹脂基發泡複合板材擠出成型設備有以下優勢其一，相對現有熱固性樹脂的擠出成型設備，該設備對熱固性樹脂的種類也具有選擇性，但對工藝參數的要求沒有現有設備苛刻。其二，將熱塑性樹脂的發泡擠出成型擴展到熱固性樹脂的發泡成型，擴展了熱固性樹脂發泡成型的成型方法，也擴展了熱固性樹脂的應用領域。
文檔編號B29C44/50GK202344747SQ20112021869
公開日2012年7月25日 申請日期2011年6月24日 優先權日2011年6月24日
發明者董金虎 申請人:陝西理工學院