一种汽车空调用玄武岩纤维增强聚丙烯材料的制备设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种汽车空调用玄武岩纤维增强聚丙烯材料的制备设备。


背景技术：

2.目前汽车空调用材料主要以聚丙烯为基体进行改性。因聚丙烯自身的刚性不好、精度尺寸差、耐候性差等，主要通过玻璃纤维来增强。随着汽车工业的发展，为了满足节能环保要求，对新型环保高性能的汽车内饰材料需求日益强烈。目前常见的玻璃纤维增强聚丙烯已经越来越不能适应这一要求，玻璃纤维的生产工艺于人体有一定的伤害，其生产过程中所产生的悬浮物质对于人体的呼吸道有强烈的刺激作用，且玻璃纤维增强后的复合材料性能改善也有限。
3.选用玄武岩纤维增强聚丙烯的高性能材料作为汽车空调箱用材料，性能强度远胜于玻璃纤维增强的聚丙烯材料，应用后空调箱壁厚可明显降低,且因为玄武岩纤维有着很好的绝热隔音作用，薄壁化后的空调箱减缓解了噪音和飞水的问题。与玻璃纤维相比，玄武岩纤维的优异特性主要有：1、原料来源广泛天然，成本低廉、一种环境友好型的绿色无机纤维材料；2、隔热隔音、耐高温；3、力学性能拉伸、弹性模量等显著。
4.由于玄武岩纤维表面光滑且表面呈现化学惰性，作为树脂基复合材料的增强体时与树脂的粘附性及浸润性差，目前使用的传统生产工艺设备使得复合材料无法充分发挥玄武岩纤维优异的力学性能，进而对复合材料的整体性能产生一定的影响。


技术实现要素：

5.实用新型目的：本实用新型目的是提供一种汽车空调用玄武岩纤维增强聚丙烯材料的制备设备，解决玄武岩纤维作为增强体时与聚丙烯的粘附性及浸润性差的问题.
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
7.一种汽车空调用玄武岩纤维材料的制备设备，包括挤出机，在挤出机的料筒进料端设有加料装置，加料装置用于向料筒内加入pp聚合物和玄武岩纤维，所述加料装置具有激光改性单元，激光改性单元用于对玄武岩纤维表面进行改性处理。
8.进一步的，所述激光改性单元包括激光室，激光室内设有输送轨道，输送轨道上设有样品器皿，样品器皿上方设有激光源。
9.进一步的，所述激光室一侧设有填料口，另一侧设有排料口，所述输送轨道一端延伸至填料口，另一端延伸至排料口，排料口设有机械手，用于夹持翻转样品器皿。
10.进一步的，所述样品器皿内设有搅拌机构。
11.有益效果：本实用新型的汽车空调用玄武岩纤维增强聚丙烯材料的制备设备，能够通过激光对纤维进行表面处理以改善复合材料的界面性能，使得纤维与基体树脂充分接触并形成良好界面粘结,从而获得性能优异的复合材料。与传统生产工艺设备相比，所生产的玄武岩纤维增强聚丙烯材料的拉伸强度可提高40％以上，冲击强度可提高5％以上，延伸率提高7％以上。
附图说明
12.图1为本实用新型汽车空调用玄武岩纤维增强聚丙烯材料的制备设备的结构示意图。
13.图2为激光室的结构示意图。
14.图中：1-激光室；2-样品器皿；3-激光源；4-料斗；5-料筒；6-螺杆；7-螺杆驱动机构；8-冷却槽；9-牵引机；10-切割机；11-激光控制器；12-填料口；13-搅拌机构；14-输送轨道；15-排料口；16-机械手。
具体实施方式：
15.下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
16.如图1所示，本实用新型的一种汽车空调用玄武岩纤维增强聚丙烯材料的制备设备，包括挤出机，在挤出机的料筒5进料端设有加料装置，加料装置用于向料筒5内加入pp聚合物和玄武岩纤维，加料装置具有料斗4以及激光改性单元3，料斗4安装在料筒5外侧，激光改性单元3用于对玄武岩纤维表面进行改性处理，以改善玄武岩纤维材料的界面性能，经过激光改性处理的玄武岩纤维材料随同pp聚合物经料斗4进入料筒5，在料筒5内部加热成熔融态，通过螺杆驱动机构7带动螺杆6旋转，并在螺杆6挤压、推动作用下，使得玄武岩纤维与pp聚合物基体树脂充分接触并形成良好界面粘结,从而获得性能优异的玄武岩纤维复合材料，形成的玄武岩纤维复合材料通过料筒5出料端口模排出，经过冷却槽8进行冷却，最后通过牵引机9输送至切割机10，裁切成所需要的尺寸。
17.如图1和2所示，本实施例中，激光改性单元包括激光室1，激光室1内设有输送轨道14，输送轨道14上设有样品器皿2，样品器皿2用于盛放玄武岩纤维材料，样品器皿3上方设有激光源3，激光源3通过激光控制器11控制，用于产生脉冲激光束，激光束照射至玄武岩纤维材料表面，使武岩纤维材料表面粗糙度提高，形成凹凸不平的表面形貌，增加相邻碳纤维之间的间隙，产生适合于粘结的表面形态。激光室1一侧设有填料口12，另一侧设有排料口15，排料口15位于料斗4上方，输送轨道14一端延伸至填料口12，另一端延伸至排料口15，排料口15设有机械手16，用于夹持翻转样品器皿2。
18.激光改性单元3的工作过程：样品器皿2沿输送轨道14移动至填料口12，玄武岩纤维材料通过填料口12放入样品器皿2，样品器皿2再沿输送轨道14移动至激光源3下方，通过激光源3产生脉冲激光束对样品器皿2内的玄武岩纤维材料表面进行改性处理，然后样品器皿2再沿输送轨道14移动至排料口15，通过机械手16夹持翻转样品器皿2，可将样品器皿2内部玄武岩纤维材料倾倒至料斗4中。
19.本实施例中，为了提高玄武岩纤维表面改性处理效果，在样品器皿2内设有搅拌机构13，通过搅拌机构13持续搅动样品器皿2内的玄武岩纤维材料，使其表面与激光束充分接触。
20.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种汽车空调用玄武岩纤维增强聚丙烯材料的制备设备，包括挤出机，在挤出机的料筒进料端设有加料装置，加料装置用于向料筒内加入pp聚合物和玄武岩纤维，其特征在于：所述加料装置具有激光改性单元，激光改性单元用于对玄武岩纤维表面进行改性处理。2.根据权利要求1所述的一种汽车空调用玄武岩纤维增强聚丙烯材料的制备设备，其特征在于：所述激光改性单元包括激光室，激光室内设有输送轨道，输送轨道上设有样品器皿，样品器皿上方设有激光源。3.根据权利要求2所述的一种汽车空调用玄武岩纤维增强聚丙烯材料的制备设备，其特征在于：所述激光室一侧设有填料口，另一侧设有排料口，所述输送轨道一端延伸至填料口，另一端延伸至排料口，排料口设有机械手，用于夹持翻转样品器皿。4.根据权利要求2所述的一种汽车空调用玄武岩纤维增强聚丙烯材料的制备设备，其特征在于：所述样品器皿内设有搅拌机构。

技术总结
本实用新型公开了一种汽车空调用玄武岩纤维增强聚丙烯材料的制备设备，包括挤出机，在挤出机的料筒进料端设有加料装置，加料装置用于向料筒内加入PP聚合物和玄武岩纤维，加料装置具有激光改性单元，通过激光改性单元对玄武岩纤维表面进行改性处理。本实用新型的玄武岩纤维增强聚丙烯材料制备设备，能够通过激光对纤维进行表面处理以改善复合材料的界面性能，使得纤维与基体树脂充分接触并形成良好界面粘结,从而获得性能优异的复合材料，与传统生产工艺设备相比，所生产的玄武岩纤维增强聚丙烯材料的拉伸强度可提高40％以上，冲击强度可提高5％以上，延伸率提高7％以上。延伸率提高7％以上。延伸率提高7％以上。


技术研发人员：曹正艳 奚治新
受保护的技术使用者：南京协众汽车空调集团有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2022/5/4