专利名称：一种剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种复合材料制备装置，具体地说涉及一种剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置，该装置由进布系统(I )、复合系统(II )、后处理系统(III)和落布系统(IV)四大部分构成。
背景技术：
芳纶材料是当今世界三大高性能纤维之一，材料具有密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型的特点，受到防护领域的青睐，主要应用于防弹衣、防刺服、装甲和个体防护方面，也可用在民用防护系列产品以及工业机械减振防护中。但是单独依靠芳纶材料，其防护能力有限，目前解决的办法是通过树脂与芳纶材料复合，提升材料的力学性能，如环氧树脂/芳纶复合材料。树脂/芳纶材料的复合设备多采用液压加温加压成型机，但是采用这种复合装置制备的复合材料，制备过程中需要经过层压工艺成型，柔韧性和透气性 较差，而且存在树脂与芳纶材料浸润性不佳的问题，在实际使用过程中容易造成层间剥离，影响复合材料的综合性能。近年来，科学家们发现将剪切增稠液与芳纶材料复合，可以大大提升芳纶的防护性能，同时保持织物的透气性和柔韧性，且材料具有常态柔软，冲击变硬特性。如美国德拉华大学和陆军实验室联合研制了一种称为液体防弹衣的新型软质防弹衣，英国BAE公司也有相关产品报道。利用剪切增稠液/芳纶复合材料制备的防护服，在同等防护级别下，与现有软质防弹衣相比，厚度减少30%，大大提高了士兵的机动性能，可保护肘部、膝部等易弯曲部位。但是剪切增稠液/芳纶的复合装置仅为相互独立的浸泡槽和烘箱，制备过程是将芳纶原材料浸泡于剪切增稠液与乙醇的稀释液中停留一定时间，捞出后置于烘箱中晾干。该法的缺点是所制备的剪切增稠液/芳纶复合材料密度大，增重比高，涂覆不均匀，且耐湿性差。虽然在一定程度上提高了芳纶材料的抗冲击性能，但制备过程自动化程度低，无法实现规模化生产，不能保证产品质量的一致性。
实用新型内容为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种自动化程度高，性能稳定可靠，可规模化生产的剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置。本实用新型所要解决的技术问题，采用以下技术方案来实现一种剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置，其特征在于由进布系统(I )、复合系统(II )、后处理系统(III)和落布系统(IV)四大部分构成。其中进布系统(I )包含的驱动装置和进布滚轴，复合系统(II )包含复合液、两组搅拌桨和多组滚轴，后处理系统(III)包含烘干组件和喷涂组件，落布系统(IV)包含落布滚轴和蜡纸滚轴。芳纶原材料由进布滚轴进入复合系统(II )，然后通过滚轴(8)离开复合系统(II )，进入后处理系统
(III)，最后抵达落布系统完成复合材料的制备。所述的剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置，通过进布系统(I )中的驱动装置控制整个装置中的滚轴和传送设备，实现制备的自动化操作；通过复合系统(II)中的两组搅拌浆反方向搅拌实现剪切增稠复合液的均匀混合，通过多组滚轴挤压保证剪切增稠液与芳纶纤维的充分复合；通过后处理系统(III)中的烘干组件和喷涂组件保证复合材料的智能抗冲击性和耐湿性；通过落布系统(IV )在芳纶材料表面粘附蜡纸避免芳纶复合材料在运输或存储过程中造成的磨损，从而制备出一种具有常态柔软，冲击变硬特性，耐湿性能优良，抗冲击能力更强的的智能抗冲击材料。本实用新型剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置的优点在于(I)通过两组搅拌桨反方向搅拌，提高了剪切增稠液复合液的均匀性，保证了剪切增稠液与芳纶的复合均匀性，均匀性由原来的50%提升到80% 100%。(2)通过多组滚轴挤压，提高了剪切增稠液与芳纶纤维的复合度，复合度由原来的30%提升到80% 100% (3)通过喷涂组件，提高了复合材料的耐湿性，提升了复合材料的实际使用性能。(4)通过在芳纶材料表面粘附蜡纸避免了芳纶复合材料在运输或存储过程中造成的磨损。(5)采用本制备装置，可高效率、规范化制备剪切增稠液/芳纶复合材料，制备过程自动化程度高，保证了产品质量的一致性。(6)采用本制备装置，优化了剪切增稠液/芳纶复合材料透气性、柔韧性、耐湿性，可制备成真正意义上的软体防护服，使用范围更广。
附图为本发明剪切增稠液/芳纶复合材料的制备装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的和功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本实用新型。如附图所示，剪切增稠液/芳纶复合材料的制备装置由进布系统(I )、复合系统(II )、后处理系统(III)和落布系统(IV)四大部分构成。进布系统(I )包含进布滚轴
(I)和驱动装置(2)。复合系统(II )内盛有复合液(3)，复合液由剪切增稠液/乙醇稀释液组成。复合系统(II )内装有搅拌桨(4)和搅拌桨(5)。复合系统(II )包含多组滚轴，即滚轴￠)、滚轴(7)，其中滚轴(6)位于复合液面下，滚轴(7)位于复合液面上，滚轴(6)和滚轴(7)的间隙由剪切增稠液/芳纶复合材料的厚度决定，间隙可调。后处理系统III由烘干设备(9)、喷涂设备(11)和传送设备(10)构成。落布系统(IV)由滚轴(12)、滚轴
(13)组成，其中滚轴(12)缠绕有蜡纸，滚轴(13)为落布滚轴，滚轴(12)和滚轴(13)同步运转。本实用新型剪切增稠液/芳纶复合材料的制备装置的工作原理是进布系统(I )中的驱动装置(2)控制整个制备装置的滚轴和传送设备运转。复合系统(II )的两组搅拌桨(4)和(5)搅拌方向相反，起混合复合液的作用，防止复合液的沉降，保证复合液与芳纶的均匀复合。芳纶布从进布系统(I )中的进布滚轴(I)进入复合系统(II )后，经过滚轴￠)，将多余的气泡或空气挤压出去，经过滚轴(7)将多余的复合液挤压出去，然后通过滚轴(8)离开复合系统(II )，进入后处理系统(III)。然后通过后处理系统(III)中的烘干设备(9)，将乙醇烘干。通过喷涂设备(11)，将二甲基硅油涂覆在复合材料的正反两面，再通过烘干设备(9)完成复合材料的后处理，保证了复合材料的耐湿性和实际使用性能。最后复合材料进入落布系统(IV)，蜡纸位于复合材料夹层之间，避免复合材料在运输或存储过程中造成的磨损。 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都要求落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置，包含进布系统(I )、复合系统(II )、后处理系统(III)和落布系统(IV)四大部分构成，其特征在于所述进布系统(I )由带有驱动装置的进布辊轴组成，进布系统(I )的纤维布由进布辊轴进入复合系统(II )，复合系统(II )由复合液、搅拌桨和多组辊轴组成，复合系统(II )的纤维布由辊轴进入后处理系统(III)，后处理系统(III)由两个烘干设备和喷涂设备组成，后处理系统(III)的纤维布由辊轴进入落布系统(IV )，落布系统(IV )由蜡纸辊轴和落布辊轴组成。
2.根据权利要求I所述的剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置，其特征在于进布系统(I )内包含进布滚轴(I)和驱动装置(2)，其中驱动装置(2)控制整个装置的滚轴和传送设备运转。
3.根据权利要求I所述的剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置，其特征在于复合系统(II )内装有搅拌桨⑷和搅拌桨(5)，搅拌方向互相垂直。
4.根据权利要求I所述的剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置，其特征在于复合系统(II )内包含多组滚轴，即滚轴(6)、滚轴(7)、辊轴(8)。
5.根据权利要求I所述的剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置，其特征在于后处理系统(III)由烘干设备(9)和喷涂设备(11)构成，其中喷涂设备(11)是上下双面喷涂。
6.根据权利要求I所述的剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置，其特征在于落布系统(IV)包含蜡纸滚轴(12)和落布滚轴(13)，两组滚轴同步运转。
专利摘要本实用新型公开了一种剪切增稠液/芳纶复合材料制备装置。该装置由进布系统(Ⅰ)、复合系统(Ⅱ)、后处理系统(Ⅲ)和落布系统(Ⅳ)四大部分构成，其中进布系统(Ⅰ)包含驱动装置和进布滚轴，复合系统(Ⅱ)包含复合液、两组搅拌桨和多组滚轴，后处理系统(Ⅲ)包含烘干组件和喷涂组件，落布系统(Ⅳ)包含落布滚轴和蜡纸滚轴。整个装置自动化程度高，性能稳定可靠，可实现剪切增稠液/芳纶复合材料的规模化生产。采用该装置制备的剪切增稠液/芳纶复合材料具有常态柔软，冲击变硬特性，且耐湿性能优良，抗冲击性能更强。
文档编号B32B38/08GK202640930SQ20122012046
公开日2013年1月2日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者王家松, 王芬, 李小娟, 韩跃, 余勇, 雷卫武 申请人:浩华科技实业有限公司