熔融共挤纤维毡增强多层复合板的制造设备及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及塑料或用塑性状态的物质生产的板材或片材制品领域，具体为一种熔融共挤纤维毡增强多层复合板的制造设备及其使用方法。
【背景技术】
[0002]塑料板材具有防水、防腐、轻便、柔韧、可回收等优点，广泛应用于生活、生产的各个方面。但塑料不具有钢材的强度、木材的刚度，在许多地方还不能取代钢材、木材使用，为使塑料板材具有刚度、强度等功能性指标，很多科技工作者与企业根据不同的产品需求采用无机粒状材料、片状材料、纤维状材料等来改性塑料，以其达到增强、增刚、增韧等性能要求，继而实现具有功能性产品等特点，期待用塑料板材在更多的地方取代金属板材、模板等，取得更多的范围使用。
[0003]无机粒状材料改性塑料可以带来增强和填充作用，无机片状材料改性塑料既可增强、也可少量增刚，无机纤维状材料改性塑料既增强、又增刚，所以用无机纤维材料改性塑料是生产高强、高刚塑料产品的很好途径。
[0004]无机纤维增强塑料，其无机纤维材料在塑料中的比重含量较高才能取得效果，高含量的无机短纤维材料分散在塑料材料中会带来产品的脆性、表面露纤等不良现象，只有一定长度和含量的连续纤维改性塑料产品效果明显，这其中尤其是长纤维做成的纤维毡改性塑料可以实现同步增强、增刚、增韧且效果显著。
[0005]目前市场上有用纤维网复合五层塑料板材和短纤维来增强塑料板材，但都因其力学性能不够、脆性等因素无法满足市场对产品的要求，尤其是建筑模板的高力学性能的要求。
[0006]纤维毡是由纤维丝束组成一定厚度和密实性的材料，塑料材料用一般的方法很能渗透与其结合，尤其是与芯层纤维材料相结合，但塑料材料只有在均匀浸润到并包覆纤维丝束并与其形成整体后才能实行其预期的力学性能的目标。
[0007]塑料板材通常分为单层、三层和五层，单层板材制造设备是由一台单螺杆挤出机、一台平口挤出模具、一套三辊压光机、冷却定型机、牵引机、板材切边机、板材切割机等装置组成的生产线，这种设备制造的单层塑料板材，结构上无网格状纤维增强，三层塑料板生产设备是由一台单螺杆挤出机和两台平口挤出模具或者是两台单螺杆挤出机和两台平口挤出模具、一台单层纤维放卷装置、一套三辊压光机、冷却定型机、牵引机、板材切边机、板材切割机等装置组成的生产线。
[0008]目前的五层板材制造设备是由三台挤出机和三台平口挤出模具或者是两台单螺杆挤出机和三台平口挤出模具、一台双层纤维网放卷装置、一套三辊压光机、四辊冷却定型机、牵引机、板材切边机和修边机、板材切割机和修边机等装置组成的生产线。
[0009]熔融共挤纤维毡增强塑料复合板材的方法具有连续性、快捷性、批量性和节能型等优点，将熔融的塑料通过挤压手段浸润到纤维毡丝束中经冷却成型形成整体的固体板材，实现增强、增刚、增韧的目的。高强、高刚、高韧的塑料板材可以在许多地方取代钢板、木板、胶合板等使用，实现更节能、环保、绿色、耐久、经济的时代要求。
【发明内容】
[0010]为了克服现有技术的缺陷，提供一种高强度、高刚性、抗变形、抗翘曲、荷载承受力高、综合性能理想、适用范围广的塑料加工设备，本发明公开了一种熔融共挤纤维毡增强多层复合板的制造设备及其使用方法。
[0011]本发明通过如下技术方案达到发明目的:
一种熔融共挤纤维毡增强多层复合板的制造设备，
包括纤维毡防卷架、三台单螺杆挤出机、三台挤出平口模具、熔体对夹辊、双层环形钢板带挤压机、冷却平台、牵引机、切边机、切断机、钻孔机、输送平台、打包机和切割废料收集机，
纤维毡防卷架设于工序的前上端，纤维毡防卷架出料口的侧面设置单螺杆挤出机，纤维毡防卷架出料口的下方设置挤出平口模具，挤出平口模具的出料口正对熔体对夹辊的进料口，熔体对夹辊的出料口正对双层环形钢板带挤压机的进料口，双层环形钢板带挤压机的出料口正对冷却平台的进料口，冷却平台的出料口正对牵弓I机的进料口，牵引机的出料口正对切边机的进料口，切边机的出料口正对切割机的进料口，切割机的出料口正对钻孔机的进料口，钻孔机的出料口正对输送平台，打包机骑跨于输送平台上，切割机的两侧各设一切割机废料收集机。
[0012]纤维毡放卷架由放卷辊、定位圆柱体、纤维毡对夹辊、支架、支架平台构成，放卷辊由直径由2组80mm空心辊和60mm实心辊二根圆柱体套装组成，其纤维毡对夹辊由2组外径200_外接一个驱动电机、金属链条与齿轮组成；
空心棍通过两端的内置轴承居中套装在50mm短实心棍上,空心棍的长度为IlOOmm?1300mm,空心辊的外表面上攻有螺纹，螺纹的两端套装两个10mm长的空心外锥形尼龙材质的定位圆柱体,定位圆柱体内套螺纹且外表面剖面刻有W形的竖条；
60mm长实心辊的两端留设10mm的吊装长度后套装轴承，轴承套装在支架上，支架坐落在支架平台上，支架平台架设在三台平口模具的正上方且高出100mm以上的距离；
纤维毡对夹辊的外表面从中心处开始，距离300mm设置三道二辊对应0.5mm?1.0mm深度的凹凸圆圈，该凹凸圆圈能起到阻止纤维毡跑偏的作用；
纤维毡对夹辊设置于支架平台上，纤维毡对夹辊的中心设于芯层模具的外侧面，纤维毡对夹辊辊用涡轮电机调节对夹纤维毡的松紧度，外接驱动电机调整其转速与生产线的线速度同步；
纤维毡放卷架的纤维毡对夹辊为两组，分别设置在纤维毡防卷槽的正前方并处在芯层模具侧面的正上方，纤维毡对夹辊的辊面高度与槽底平，在两根纤维毡对夹辊表面的两端和中间处，各设置一道凹凸圆圈起到导向牵引纤维毡的作用，纤维毡对夹辊的两端用手动调节丝杠调节纤维毡对夹辊的松紧度，纤维毡对夹辊外接驱动电机并用齿轮与金属链条链接同步驱动二组对夹辊转动的速度；
单螺杆挤出机为排气单螺杆挤出机，单螺杆挤出机的长度和直径比为33:1，单螺杆挤出机包括上面层挤出机、下面层挤出机、芯层挤出机以及与其配套的上料机，三台单螺杆挤出机的轴线互相平行并布置在生产线的侧面，轴线与整条生产线轴线互相垂直，芯层挤出机位于三台挤出机的中间，上下面层挤出机分别位于芯层挤出机的二侧，上面层挤出机的出料口和上平口模具的进料口连接，下面层挤出机的出料口和下平口模具的进料口连接，芯层挤出机的出料口与芯层模具的进料口连接，每台挤出机的熔体导管与其前端平口模具的内置熔体流道从侧面连接成为整体，三台单螺杆挤出机的平面距离，依据前端与其连接的平口模具平面摆设而定；
所属的三台挤出平口模具，分别为上面层平口模具、下面层平口模具、芯层平口模具，挤出平口模具的长度为1350mm，模具的熔体流道为内置，模具熔体的进料口设置在侧面分别与三台对应的单螺杆挤出机连接，三台挤出平口模具的摆设为模口统一朝下、轴线互相平行、与整条生产线垂直，中心线与生产线轴线重叠设置并固定于模具架上，其中芯层模具模唇垂直向下设置在三台模具的中间位置，内外层模具分别设置在芯层模具的二侧面，其模唇与芯层模具成30?60°的内倾斜夹角，内外层模具的内侧与芯层模具最小净距离保留30m?50mm的间隙供纤维毡通过；
熔体对夹辊是外径为219mm?450mm、长度为1500mm的空心钢管，钢管外表面喷砂处理后喷涂二氧化硅涂层或特氟龙，钢管侧面连接外进内出的内循环装置，并用金属软管连接于电加热棒加热的油箱和油泵上，通过油泵的驱动力与金属软管的导流作用，将加热的循环导热油的热量传导到熔体对夹辊的表面，通过调整熔体对夹辊的之间的间隙来调整复合五层熔体的厚度，保持适宜的复合五层熔体的厚度进入到双层环形钢板带中；
双层环形钢板带挤压机的中心高度为1100mm,上下层钢板带的厚度为2mm?3_、宽度为1300mm，材质为不锈钢环形钢带，包括上下层环形不锈钢带、上下层钢板带主动轮与驱动电机、上下层钢板带从动轮、固定式辊轮、循环式辊轮、滑块、支撑箱体、上下层钢板带松紧调节辊、侧面密封系统、钢板带升降压力系统、加热系统、钢桁架支撑体系；
双层环形钢板带挤压机分成5个功能区域，即熔体复合区、熔体加热区、熔体挤压层流区、熔体结晶区、熔体冷却成型区。
[0013]熔体复合区，是指比上层钢板带长出为2000mm?3000mm的下层循环钢板带部分，
该熔体复合区供三层挤出熔体、二层纤维毡铺展、叠加成五层复合熔体后进入到上下层钢板带中；
熔体复合区在上层钢板带从动轮之前设置熔体宽度切边刀与熔体厚度调整压辊，将调整好宽度与厚度的熔体直接送入到上下层钢板带中；
熔体复合区下层钢板带的支撑是外径200mm、间距300mm的固定式空心辊，其辊内通250°C左右的循环导热油并加热下层钢板带；
双层环形钢板带挤压机的熔体加热区位于上下双层钢板带的初始区段，长度为4000mm，该区段上下层钢板带背面用铝合金材料做成长X宽X厚为1300mmX 50mmX 30mm的滑块，滑块的背面用四根金属链条连接，金属链条的背面用金属条支撑，金属条固定在长X宽X高为4000mmX1300mmX500mm的表面设有众多散热孔空心矩形金属箱面上，下层钢板带的金属箱通过5根支撑梁固定在外侧的桁架上，上层金属箱通过导杆与侧面的3个液压缸或气缸连接，液压缸或气缸固定在下层支撑梁上，通过3个缸体的行程来上下移动上层钢板带；
双层环形钢板带挤压机的熔体加热区采用电加热石英管设置在上下层金属箱内构成，金属箱内加热温度依据塑料不同材料与线速度设置在200°C?350°C ； 熔体加热区位于上下双层钢板带的第二区段，长度约为7000mm左右，该区段上下层钢板带背面用招合金材料做成长X宽X厚为1300mmX50mmX30mm的支撑滑块,支撑滑块的背面用四根金属链条连接，金属链条的背面用金属条支撑，金属条固定在长X宽X高为4000mmX 1300mmX 500mm的表面设有众多散热孔空心矩形金属箱面上,下层金属箱通过7根支撑梁固定在外侧的桁架上，上层金属箱通过导杆与侧面的5个液压缸或气缸连接，液压缸或气缸固定在下层支撑梁上，通过5个缸体的行程来上下移动上层钢板带；
熔体加压区采用电加热石英管设置在上下层金属箱内构成，金属箱内加热温度依据塑料不同材料与线速度设置在200°C?350°C ；
熔体结晶区位于上下双层钢板带的第三区段，长度为7000mm，该区段上下层钢板带背面用招合金材料做成长X宽X厚为1300mmX50mmX 30mm的支撑滑块,支撑滑块的背面用四根金属链条连接，金属链条的背面用金属条支撑，金属条固定在长X宽X高为4000mmX 1300mmX 500mm的表面设有众多散热孔空心矩形金属箱面上，下层金属箱通过7根支撑梁固定在外侧的桁架上，上层金属箱通过导杆与侧面的5个液压缸或气缸连接，液压缸或气缸固定在下层支撑梁上，通过5个缸体的行程来上下移动上层钢板带；
熔体加压区采用外置鼓风机通过风管连接在上下层金属箱内构成，通过调节风速与风量保持上下层钢板带的表面温度保持在80°C?90°C ；
熔体冷却成型区位于上下双层钢板带的最后区段，长度为7000mm ；
上下层钢板带的背面用外径100mm、间距500mm的空心对夹辊支撑，下