用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，包括左模板、右模板、內(nèi)螺紋連接件、外螺紋連接件和交替分層單元，左模板和右模板裝配形成帶有內(nèi)腔的機頭模具，交替分層單元設(shè)于機頭模具的內(nèi)腔中部，位于交替分層單元外側(cè)的內(nèi)腔形成兩個入口流道和一個出口收斂流道，機頭模具相對的兩端分別設(shè)置內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件，內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件各與一個入口流道連接，內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件各外接一臺擠出機。本交替分層共擠出機頭裝置結(jié)構(gòu)簡單，緊湊合理，加工方便，通過層狀交替疊加的疊加器作為分層單元，可以有效提高共擠出材料的疊加層數(shù)，經(jīng)過出口收斂流道的擠壓成型，使得成型材料的性能優(yōu)良。
【專利說明】
用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及高分子材料的擠出制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]多層共擠技術(shù)是采用兩種以上(包括兩種)的塑料母粒(或者塑料粉末)作為原料，通過多臺擠出機分別使每種塑料熔融塑化后，匯流至擠出機頭中，制備多層復合材料。傳統(tǒng)的多層復合材料制備工藝中，層數(shù)的增加主要依靠增加相應(yīng)數(shù)量的擠出機來實現(xiàn)，因此，隨著復合材料的層數(shù)越多，生產(chǎn)線也就越龐大、能耗和生產(chǎn)成本也越高。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、可有效減少擠出機的使用數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案為:一種用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，包括左模板、右模板、內(nèi)螺紋連接件、外螺紋連接件和交替分層單元，左模板和右模板裝配形成帶有內(nèi)腔的機頭模具，交替分層單元設(shè)于機頭模具的內(nèi)腔中部，位于交替分層單元外側(cè)的內(nèi)腔形成兩個入口流道和一個出口收斂流道，機頭模具相對的兩端分別設(shè)置內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件，內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件各與一個入口流道連接，內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件各外接一臺擠出機。其中，左模板和右模板之間通過兩個定位銷和八個螺栓鎖緊固定連接;左、右模板配合形成的兩個連接凸臺中，一端的連接凸臺與內(nèi)螺紋連接件的凹槽配合連接，通過六個螺栓連接，形成周向定位和鎖緊，另一端的連接凸臺與外螺紋連接件的凹槽配合連接，通過六個螺栓連接，形成周向定位和鎖緊;機頭模具的內(nèi)腔中部為長方體狀，交替分層單元嵌于長方體狀的內(nèi)腔中，并與其緊密連接，左、右模板各有一個螺栓與交替分層單元鎖緊連接。
[0005]所述交替分層單元為“梳子”式結(jié)構(gòu)，包括固定本體、第一分配流道和第二分配流道，固定本體與出口收斂流道連接的一側(cè)上交替分布有多層第一分配流道和第二分配流道，與內(nèi)螺紋連接件連接的入口流道通過第一分配流道與出口收斂流道連通，與外螺紋連接件連接的入口流道通過第二分配流道與出口收斂流道連通。
[0006]所述第一分配流道和第二分配流道由上至下分層交替布置。
[0007]所述機頭模具的內(nèi)腔呈“十”字型，兩個入口流道分別位于交替分層單元相對的兩偵U，出口收斂流道和兩個入口流道形成“T”型結(jié)構(gòu)。
[0008]上述結(jié)構(gòu)的交替分層單元中，可實現(xiàn)一次疊加多層復合材料，而出口收斂流道與兩邊的入口流道相垂直，分布在不同方向，有利于熔體熔融疊加。交替分層單元為“梳子”式結(jié)構(gòu)，熔體從相反的兩個方向流入交替分層單元，實現(xiàn)熔體的交替分層，層數(shù)和層厚由第一分配流道、第二分配流道的結(jié)構(gòu)尺寸和裝置外牽引拉伸裝置共同作用，層厚可達到微米或納米級。
[0009]以交替分層單元的中線為中心，所述兩個入口流道的結(jié)構(gòu)對稱，包括由外向內(nèi)依次連接的入口段、緩沖槽和穩(wěn)壓段，入口段的直徑大于穩(wěn)壓段的直徑，緩沖槽的直徑大于入口段的直徑。兩種材料分別從兩端的內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件進入，分別依次經(jīng)過入口段、緩沖槽和穩(wěn)壓段，同時進入交替分層單元，疊加后形成共擠出材料經(jīng)出口收斂流道擠壓成多層復合材料流出。其中，緩沖槽實現(xiàn)對熔體的穩(wěn)流穩(wěn)壓作用，出口收斂流道可以實現(xiàn)分層流體的疊加和壓縮伸展。
[0010]所述機頭模具兩端帶有連接凸臺，機頭模具兩端分別通過連接凸臺與內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件連接。
[0011 ]所述出口收斂流道的縱向厚度沿著熔料的流動方向逐漸收斂，出口收斂流道的橫向?qū)挾妊刂哿系牧鲃臃较蛑饾u擴散。
[0012]所述左模板和右模板之間通過定位銷和螺栓配合固定連接。
[0013]所述內(nèi)螺紋連接件上設(shè)有與入口流道相通的內(nèi)螺紋連接流道，外螺紋連接件上設(shè)有與入口流道相通的外螺紋連接流道。
[0014]上述交替分層共擠出機頭裝置使用時，其工作原理是:一種熔融材料從內(nèi)螺紋連接件進入機頭模具，依次通過其對應(yīng)入口流道的入口段和緩沖槽，穩(wěn)壓穩(wěn)流后通過穩(wěn)壓段送入交流分配單元中的第一分配流道；同時，另一種熔融材料從外螺紋連接件進入機頭模具，依次通過其對應(yīng)入口流道的入口段和緩沖槽，穩(wěn)壓穩(wěn)流后通過穩(wěn)壓段送入交流分配單元中的第二分配流道;兩種熔融材料在交流分配單元中進行分層疊加，形成多層共擠出熔融材料，進而從出口收斂流道流出。
[0015]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0016]本交替分層共擠出機頭裝置結(jié)構(gòu)簡單，緊湊合理，加工方便，通過層狀交替疊加的疊加器作為分層單元，可以有效提高共擠出材料的疊加層數(shù)，經(jīng)過出口收斂流道的擠壓成型，使得成型材料的性能優(yōu)良。同時，該裝置的使用可減少擠出機的使用數(shù)量，簡化生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)成本，適合在工業(yè)生產(chǎn)中大力推廣和使用。
【附圖說明】
[0017]圖1為本交替分層共擠出機頭裝置的立體分解圖。
[0018]圖2為本交替分層共擠出機頭裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為圖2的主視圖。
[0020]圖4為圖3的C-C面剖視圖。
[0021]圖5為圖2的俯視圖。
[0022]圖6為圖5的A-A面剖視圖。
[0023]圖7為圖5的B-B面剖視圖。
[0024]上述各圖中，各標號所表示的部件如下:I為內(nèi)螺紋連接件，11為內(nèi)螺紋連接流道，2為左模板，21為入口段，22為緩沖槽，23為穩(wěn)壓段，24為出口收斂流道，3為交替分層單元，31為第一分配流道，32為第二分配流道，33為固定本體，4為外螺紋連接件，41為外螺紋連接流道，5為右模板，6為連接凸臺。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合實施例，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0026]實施例
[0027]本實施例一種用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，如圖1?7所示，包括左模板2、右模板5、內(nèi)螺紋連接件1、外螺紋連接件4和交替分層單元3，左模板和右模板裝配形成帶有內(nèi)腔的機頭模具，交替分層單元設(shè)于機頭模具的內(nèi)腔中部，位于交替分層單元外側(cè)的內(nèi)腔形成兩個入口流道和一個出口收斂流道，機頭模具相對的兩端分別設(shè)置內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件，內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件各與一個入口流道連接，內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件各外接一臺擠出機。其中，左模板和右模板之間通過兩個定位銷和八個螺栓鎖緊固定連接;左、右模板配合形成的兩個連接凸臺中，一端的連接凸臺與內(nèi)螺紋連接件的凹槽配合連接，通過六個螺栓連接，形成周向定位和鎖緊，另一端的連接凸臺與外螺紋連接件的凹槽配合連接，通過六個螺栓連接，形成周向定位和鎖緊;機頭模具的內(nèi)腔中部為長方體狀，交替分層單元嵌于長方體狀的內(nèi)腔中，并與其緊密連接，左、右模板各有一個螺栓與交替分層單元鎖緊連接。
[0028]如圖6或圖7所示，交替分層單元為“梳子”式結(jié)構(gòu)，包括固定本體33、第一分配流道31和第二分配流道32，固定本體與出口收斂流道連接的一側(cè)上交替分布有多層第一分配流道和第二分配流道，與內(nèi)螺紋連接件連接的入口流道通過第一分配流道與出口收斂流道連通，與外螺紋連接件連接的入口流道通過第二分配流道與出口收斂流道連通。第一分配流道和第二分配流道由上至下分層交替布置。如圖1或圖4所示，機頭模具的內(nèi)腔呈“十”字型，兩個入口流道分別位于交替分層單元相對的兩側(cè)，出口收斂流道24和兩個入口流道形成“T”型結(jié)構(gòu)。
[0029]上述結(jié)構(gòu)的交替分層單元中，可實現(xiàn)一次疊加多層復合材料，而出口收斂流道與兩邊的入口流道相垂直，分布在不同方向，有利于熔體熔融疊加。交替分層單元為“梳子”式結(jié)構(gòu)，熔體從相反的兩個方向流入交替分層單元，實現(xiàn)熔體的交替分層，層數(shù)和層厚由第一分配流道、第二分配流道的結(jié)構(gòu)尺寸和裝置外牽引拉伸裝置共同作用，層厚可達到微米或納米級。
[0030]如圖4所示，以交替分層單元的中線為中心，兩個入口流道的結(jié)構(gòu)對稱，包括由外向內(nèi)依次連接的入口段21、緩沖槽22和穩(wěn)壓段23，入口段的直徑大于穩(wěn)壓段的直徑，緩沖槽的直徑大于入口段的直徑。兩種材料分別從兩端的內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件進入，分別依次經(jīng)過入口段、緩沖槽和穩(wěn)壓段，同時進入交替分層單元，疊加后形成共擠出材料經(jīng)出口收斂流道擠壓成多層復合材料流出。其中，緩沖槽實現(xiàn)對熔體的穩(wěn)流穩(wěn)壓作用，出口收斂流道可以實現(xiàn)分層流體的疊加和壓縮伸展。
[0031 ]如圖4所示，機頭模具兩端帶有連接凸臺6，機頭模具兩端分別通過連接凸臺與內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件連接。
[0032]如圖4或圖7所示，出口收斂流道的縱向厚度沿著熔料的流動方向逐漸收斂，出口收斂流道的橫向?qū)挾妊刂哿系牧鲃臃较蛑饾u擴散。
[0033]左模板和右模板之間通過定位銷和螺栓配合固定連接。
[0034]內(nèi)螺紋連接件上設(shè)有與入口流道相通的內(nèi)螺紋連接流道11，外螺紋連接件上設(shè)有與入口流道相通的外螺紋連接流道41。
[0035]上述交替分層共擠出機頭裝置使用時，其工作原理是:一種熔融材料從內(nèi)螺紋連接件進入機頭模具，依次通過其對應(yīng)入口流道的入口段和緩沖槽，穩(wěn)壓穩(wěn)流后通過穩(wěn)壓段送入交流分配單元中的第一分配流道；同時，另一種熔融材料從外螺紋連接件進入機頭模具，依次通過其對應(yīng)入口流道的入口段和緩沖槽，穩(wěn)壓穩(wěn)流后通過穩(wěn)壓段送入交流分配單元中的第二分配流道;兩種熔融材料在交流分配單元中進行分層疊加，形成多層共擠出熔融材料，進而從出口收斂流道流出。
[0036]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型，上述實施例僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍；即凡依本【實用新型內(nèi)容】所作的均等變化與修飾，都為本實用新型權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，其特征在于，包括左模板、右模板、內(nèi)螺紋連接件、外螺紋連接件和交替分層單元，左模板和右模板裝配形成帶有內(nèi)腔的機頭模具，交替分層單元設(shè)于機頭模具的內(nèi)腔中部，位于交替分層單元外側(cè)的內(nèi)腔形成兩個入口流道和一個出口收斂流道，機頭模具相對的兩端分別設(shè)置內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件，內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件各與一個入口流道連接，內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件各外接一臺擠出機。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，其特征在于，所述交替分層單元為“梳子”式結(jié)構(gòu)，包括固定本體、第一分配流道和第二分配流道，固定本體與出口收斂流道連接的一側(cè)上交替分布有多層第一分配流道和第二分配流道，與內(nèi)螺紋連接件連接的入口流道通過第一分配流道與出口收斂流道連通，與外螺紋連接件連接的入口流道通過第二分配流道與出口收斂流道連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，其特征在于，所述第一分配流道和第二分配流道由上至下分層交替布置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，其特征在于，所述機頭模具的內(nèi)腔呈“十”字型，兩個入口流道分別位于交替分層單元相對的兩偵U，出口收斂流道和兩個入口流道形成“T”型結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，其特征在于，以交替分層單元的中線為中心，所述兩個入口流道的結(jié)構(gòu)對稱，包括由外向內(nèi)依次連接的入口段、緩沖槽和穩(wěn)壓段，入口段的直徑大于穩(wěn)壓段的直徑，緩沖槽的直徑大于入口段的直徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，其特征在于，所述機頭模具兩端帶有連接凸臺，機頭模具兩端分別通過連接凸臺與內(nèi)螺紋連接件和外螺紋連接件連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，其特征在于，所述出口收斂流道的縱向厚度沿著熔料的流動方向逐漸收斂，出口收斂流道的橫向?qū)挾妊刂哿系牧鲃臃较蛑饾u擴散。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，其特征在于，所述左模板和右模板之間通過定位銷和螺栓配合固定連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于制備微納多層復合材料的交替分層共擠出機頭裝置，其特征在于，所述內(nèi)螺紋連接件上設(shè)有與入口流道相通的內(nèi)螺紋連接流道，外螺紋連接件上設(shè)有與入口流道相通的外螺紋連接流道。
【文檔編號】B29C47/12GK205614975SQ201620319548
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】蔣果, 徐景活, 陳梁
【申請人】華南理工大學