一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备及其加工方法与流程

本发明涉及布料层压复合，具体为一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备及其加工方法。

背景技术：

1、石墨烯纺织纤维布料是一种将石墨烯这种新型材料应用于纺织品中的创新产品。石墨烯是一种由单层碳原子以蜂窝状排列组成的二维材料，具有诸多独特的物理和化学性质，如极高的强度、良好的导电性、导热性、柔韧性以及透气性等。石墨烯纺织纤维布料的复合加工流程是将石墨烯或其衍生物与传统纺织纤维布料结合，可以通过将石墨烯分散液涂覆在纤维布料表面再经层压复合制得。

2、在石墨烯与纤维布料复合过程中，由于石墨烯涂层位于两层纤维布料之间的夹层中，石墨烯涂层与纤维基底之间存在未能紧密结合的部分，气泡残留在界面处形成空气隙层，从而容易出现空鼓现象，或者由于不同部位的石墨烯涂层厚度不一致，导致后续复合和固化过程中产生局部应力集中，也会产生空鼓，从而严重影响复合材料的性能和外观质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备及其加工方法，以解决石墨烯与纤维布料复合过程中出现空鼓现象而影响复合材料的性能和外观质量的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备，包括用于卷绕第一纤维布的第一卷筒、用于卷绕第二纤维布的第二卷筒、用于卷绕复合布料的复合卷筒以及用于对复合布料进行导向的导向筒；

4、还包括用于将石墨烯分散液与第一纤维布和第二纤维布复合形成复合布料的复合机构，所述复合机构包括复合仓和设置于复合仓内的分隔块，所述复合仓两端分别设置有入口和出口；所述分隔块与复合仓两侧内壁之间对称形成负压通道，所述分隔块朝向两侧负压通道的端面上均设置有吸气口和涂覆口，所述分隔块内开设有与各吸气口连通的气道，所述涂覆口位于分隔块靠近出口的一侧，所述负压通道与出口之间设置有复合通道。

5、作为本发明进一步的方案：还包括顶压组件，所述顶压组件设置于复合仓上，所述顶压组件包括与复合仓一体式连接的壳体、滑动嵌设于壳体内的伸缩板、设置于壳体内且与伸缩板抵接的弹簧以及设置于伸缩板上的柔性压块，所述柔性压块位于伸缩板朝向涂覆口的端面上。

6、作为本发明进一步的方案：所述分隔块内设置有泵液组件，所述泵液组件包括泵腔，所述泵腔内转动设置有相互啮合的齿轮，泵腔两端分别设置有出液端和进液端，所述出液端与涂覆口连通。

7、作为本发明进一步的方案：所述复合通道内设置有摊铺组件，所述摊铺组件包括固定于复合通道内的摊铺架以及活动设置于摊铺架内的往复轴，所述摊铺架两侧分别设置有进液口和出液口，摊铺架上下两端开口，所述往复轴上设置有若干摊铺板，相邻摊铺板之间形成摊铺区，所述摊铺板上开设有通孔。

8、作为本发明进一步的方案：所述进液口朝向摊铺区的一侧开口逐渐减小，所述出液口朝向摊铺区的一侧开口逐渐增大。

9、作为本发明进一步的方案：所述复合通道两端分别设置有第一复合压辊和第二复合压辊；所述复合仓外壁安装有与气道连通的抽气泵以及与进液端连通的输液管。

10、作为本发明进一步的方案：其中一组齿轮上同轴连接有贯穿复合仓的齿轮轴，其中一组第二复合压辊上同轴连接有贯穿复合仓的压辊轴，所述复合仓外壁上转动设置有传动轴，所述齿轮轴与传动轴之间连接有第一传动带，所述传动轴与压辊轴之间连接有第二传动带。

11、作为本发明进一步的方案：所述复合仓的出口处开设有调节槽，所述调节槽内滑动嵌设有调节块，所述压辊轴转动设置于调节块内；所述复合仓外侧开设有滑槽，所述滑槽内滑动嵌设有滑块，所述滑块与调节块之间铰接有连杆；所述滑槽内转动设置有丝杆，所述滑块与丝杆螺纹连接，所述丝杆上安装有转盘。

12、作为本发明进一步的方案：还包括往复组件，所述往复组件包括固定于复合仓外壁上的固定架、转动安装于固定架上的转筒以及滑动嵌设于固定架内的滑动架，所述滑动架与往复轴伸出端固定连接，所述转筒与传动轴同轴固定连接，所述转筒上开设有椭圆槽，所述滑动架上设置有与椭圆槽适配的卡销。

13、本发明还公开了一种石墨烯纺织纤维布料复合加工方法，包括以下步骤：

14、s1.第一纤维布和第二纤维布分别进入对应负压通道；

15、s2.吸气口抽吸第一纤维布和第二纤维布涂覆面的空气；

16、s3.涂覆口对第一纤维布和第二纤维布的涂覆面分别进行石墨烯分散液涂覆；

17、s4.第一纤维布和第二纤维布进入复合通道；

18、s5.摊铺组件对第一纤维布和第二纤维布之间的石墨烯分散液进行摊铺处理；

19、s6.复合形成的复合布料经辊压后收卷至复合卷筒。

20、本发明的有益效果：

21、利用复合仓内对称设置的负压通道对第一纤维布和第二纤维布进行独立输送，通过吸气口持续抽吸并排出布料与分隔块端面之间的空气，使涂覆口与布料紧密贴合，有效避免石墨烯分散液涂覆时产生气泡和空鼓缺陷；另外，对第一纤维布和第二纤维布进行石墨烯分散液的同步涂覆，使石墨烯分散液分布更加均匀，提升后续复合效果；通过摊铺组件对石墨烯分散液进行来回摊铺振捣，从而使复合布料内各个部位的石墨烯分散液厚度保持一致，避免后续烘干过程中因石墨烯分散液厚度差异导致复合布料产生空鼓缺陷。

技术特征：

1.一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备，包括用于卷绕第一纤维布（5）的第一卷筒（1）、用于卷绕第二纤维布（6）的第二卷筒（2）、用于卷绕复合布料（7）的复合卷筒（3）以及用于对复合布料（7）进行导向的导向筒（4）；

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备，其特征在于，还包括顶压组件（20），所述顶压组件（20）设置于复合仓（8）上，所述顶压组件（20）包括与复合仓（8）一体式连接的壳体（201）、滑动嵌设于壳体（201）内的伸缩板（202）、设置于壳体（201）内且与伸缩板（202）抵接的弹簧（203）以及设置于伸缩板（202）上的柔性压块（204），所述柔性压块（204）位于伸缩板（202）朝向涂覆口（19）的端面上。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备，其特征在于，所述分隔块（13）内设置有泵液组件（21），所述泵液组件（21）包括泵腔（211），所述泵腔（211）内转动设置有相互啮合的齿轮（214），泵腔（211）两端分别设置有出液端（212）和进液端（213），所述出液端（212）与涂覆口（19）连通。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备，其特征在于，所述复合通道（22）内设置有摊铺组件（25），所述摊铺组件（25）包括固定于复合通道（22）内的摊铺架（251）以及活动设置于摊铺架（251）内的往复轴（254），所述摊铺架（251）两侧分别设置有进液口（252）和出液口（253），摊铺架（251）上下两端开口，所述往复轴（254）上设置有若干摊铺板（255），相邻摊铺板（255）之间形成摊铺区，所述摊铺板（255）上开设有通孔（256）。

5.根据权利要求4所述的一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备，其特征在于，所述进液口（252）朝向摊铺区的一侧开口逐渐减小，所述出液口（253）朝向摊铺区的一侧开口逐渐增大。

6.根据权利要求3所述的一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备，其特征在于，所述复合通道（22）两端分别设置有第一复合压辊（23）和第二复合压辊（24）；所述复合仓（8）外壁安装有与气道（18）连通的抽气泵（26）以及与进液端（213）连通的输液管（40）。

7.根据权利要求6所述的一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备，其特征在于，其中一组齿轮（214）上同轴连接有贯穿复合仓（8）的齿轮轴（27），其中一组第二复合压辊（24）上同轴连接有贯穿复合仓（8）的压辊轴（29），所述复合仓（8）外壁上转动设置有传动轴（28），所述齿轮轴（27）与传动轴（28）之间连接有第一传动带（30），所述传动轴（28）与压辊轴（29）之间连接有第二传动带（31）。

8.根据权利要求7所述的一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备，其特征在于，所述复合仓（8）的出口（10）处开设有调节槽（33），所述调节槽（33）内滑动嵌设有调节块（34），所述压辊轴（29）转动设置于调节块（34）内；所述复合仓（8）外侧开设有滑槽（35），所述滑槽（35）内滑动嵌设有滑块（36），所述滑块（36）与调节块（34）之间铰接有连杆（37）；所述滑槽（35）内转动设置有丝杆（38），所述滑块（36）与丝杆（38）螺纹连接，所述丝杆（38）上安装有转盘（39）。

9.根据权利要求7所述的一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备，其特征在于，还包括往复组件（32），所述往复组件（32）包括固定于复合仓（8）外壁上的固定架（321）、转动安装于固定架（321）上的转筒（322）以及滑动嵌设于固定架（321）内的滑动架（324），所述滑动架（324）与往复轴（254）伸出端固定连接，所述转筒（322）与传动轴（28）同轴固定连接，所述转筒（322）上开设有椭圆槽（323），所述滑动架（324）上设置有与椭圆槽（323）适配的卡销（325）。

10.一种如权利要求1至9任一所述的石墨烯纺织纤维布料复合加工设备的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种石墨烯纺织纤维布料复合加工设备及其加工方法，具体涉及布料层压复合技术领域，所述石墨烯纺织纤维布料复合加工设备包括第一卷筒、第二卷筒、复合卷筒以及复合机构，所述复合机构包括复合仓和设置于复合仓内的分隔块，所述分隔块与复合仓两侧内壁之间对称形成负压通道，所述分隔块朝向两侧负压通道的端面上均设置有吸气口和涂覆口，所述涂覆口位于靠近出口的一侧，所述负压通道与出口之间设置有复合通道。利用复合仓内对称设置的负压通道对第一纤维布和第二纤维布进行独立输送，通过吸气口持续抽吸并排出布料与分隔块端面之间的空气，使涂覆口与布料紧密贴合，有效避免石墨烯分散液涂覆时产生气泡和空鼓缺陷。

技术研发人员：刘忠年,邓宏,鹿峰
受保护的技术使用者：黑龙江益墨轩新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17