一种用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置的制作方法

本发明具体涉及玻璃纤维，具体是一种用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置。

背景技术：

1、玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，具有绝缘、耐热、阻燃、高强度等特性。根据jc/t978-2017《微纤维玻璃棉》介绍，微纤维玻璃棉即本文中的超细玻璃棉，指平均直径不大于4.5μm的玻璃棉，常常广泛应用于过滤材料、防护材料、分离材料(聚结)、屏蔽材料、电池隔板、保温隔音等领域。

2、玻璃棉纤维的性能与最终产品的性能息息相关，通常平均直径越细的玻璃棉纤维加工成为过滤材料或隔板具有较高的抗拉强度，这是因为平均直径越细，能够增加纤维之间的接触面积，增加纤维之间的摩擦力，从而使宏观条件下的玻璃纤维过滤材料或电池隔板具备较强的抗拉强度。同样因为平均直径的降低，会导致微观结构孔隙变小，从而增加玻璃纤维过滤材料的流体穿透阻力和电池隔板吸液能力。

3、超细玻璃纤维复合材料因其具有优异的性能作为新一代航海船舶用轻量化隔热隔音纤维复合材料，通过常温原位构建方法对纤维复合材料的微观结构进行可控构建，能够进一步改善超细玻璃纤维复合材料的热-力学性能，常温原位构建方法利用聚合物前驱液常温原位构建出一系列不同形状纤维三维网络胞腔结构，因而在超细玻璃纤维复合材料的制备过程中需要利用聚合物前驱液，现有技术中的聚合物前驱液的配制时至少需要用到玻璃纤维膜剪碎装置、均质纤维分散装置以及搅拌混合装置，多种装置需按制备流程配合使用，导致聚合物前驱液的配制流程繁琐，各类原料和中间料在频繁转移过程中的损失和配置效果较差的问题出现，无法满足现有的生产需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，包括预处理设备、初混筒和次混机构，所述预处理设备用于剪切玻璃纤维，以得到长度均匀的玻璃纤维段，所述初混筒与所述预处理设备连通，初混筒用于混合第一辅料和玻璃纤维段，以形成均质纤维分散液；所述次混机构与初混筒连通，次混机构用于混合均质纤维分散液和第二辅料，以制得分散均匀的纤维聚合物前驱液；所述初混筒包括第一筒体和混合阀，所述第一筒体的内部开设有第一混合腔和辅料腔，第一混合腔用于混合玻璃纤维段，辅料腔用于存储第一辅料；所述第一混合腔和辅料腔之间设有至少一个连接块，所述连接块将辅料腔分为多个辅料存储区域；所述连接块中开设有供混合阀安装的安装口，所述混合阀包括阀体和设置于阀体内部的混合通道，所述阀体滑动设置于安装口中，阀体朝向第一混合腔的一侧设置有料液进口，阀体的另一侧设置有料液出口，料液进口、料液出口均与混合通道连通；所述连接块的侧边开设有导流口，所述辅料腔通过导流口与安装口的内部连通，所述阀体的侧边开设有与所述导流口相适配的连接口，当连接口与导流口对齐时，第一辅料沿导流口和连接口进入阀体内部的混合通道，与混合通道中由料液进口进入的玻璃纤维段混合，以形成均质玻璃纤维分散液。

4、作为本发明进一步的方案：所述连接块上开设有至少一个安装槽，所述阀体的侧边设有与所述安装槽相配合的滑块，所述滑块与安装槽滑动连接，且滑块与安装槽的内壁之间设有复位弹簧。

5、作为本发明再进一步的方案：所述第一混合腔的内部转动安装有混合轴，所述混合轴上固定安装有若干第一搅拌叶，所述混合轴具有第一旋转速度和第二旋转速度，第一旋转速度小于第二旋转速度；所述初混筒的底部还设有驱动所述混合轴旋转的驱动电机。

6、作为本发明再进一步的方案：所述混合阀的料液进口侧还设置有进料阀，所述进料阀包括壳体，所述壳体朝向第一混合腔的一侧设置有进液口，壳体的另一侧设置有排液口；所述进液口上设置有多片弹性挡片，多片弹性挡片在初始状态时覆盖进液口。

7、作为本发明再进一步的方案：所述预处理设备包括处理筒和设置于所述处理筒内部的剪切机构，所述处理筒的内部设有剪切腔和驱动腔，所述剪切机构包括设置于剪切腔内部且左右交错分布的若干切刀以及设置于驱动腔内部用于带动所述切刀移动的驱动机构。

8、作为本发明再进一步的方案：所述剪切腔和驱动腔之间形成有分隔壁，所述分隔壁中开设有滑动槽，所述切刀滑动安装在分隔壁中，且切刀上安装有与所述滑动槽相适配的挡块，所述挡块通过连接弹簧与滑动槽的内壁连接；所述驱动机构包括转动安装在驱动腔内部的第一旋转轴以及带动所述第一旋转轴旋转的旋转电机，所述第一旋转轴的轴段上固定安装有若干顶块。

9、作为本发明再进一步的方案：所述预处理设备上设有进料斗，进料斗中安装有气囊，所述气囊为环形结构，当气囊处于膨胀状态时挤压进料斗中的玻璃纤维束；所述进料斗还包括有对所述气囊供气的气泵，所述气泵通过气管与所述气囊连通。

10、作为本发明再进一步的方案：所述次混机构包括第二筒体、下料管和驱动箱，第二筒体的内部开设有第二混合腔，所述第二筒体的进料侧与初混筒的出料侧连通，所述第二筒体上还开设有第三进料口。

11、作为本发明再进一步的方案：所述第二混合腔内部转动安装有第二旋转轴，第二旋转轴上设有第二搅拌叶片；所述下料管与第二混合腔连通，下料管的内部转动安装有第三旋转轴，第三旋转轴上固定安装有第三搅拌叶片；所述驱动箱的内部转动安装有连接轴，所述第二旋转轴的下端伸入驱动箱的内部，所述连接轴的一端与第三旋转轴固定连接，连接轴的另一端通过齿轮组件与第二旋转轴的下端传动连接。

12、作为本发明再进一步的方案：还包括有出料筒，所述出料筒通过混合物导管与下料管连通，出料筒的底部设有前驱液排液口。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设置有预处理设备、初混筒和次混机构，利用预处理设备剪切玻璃纤维，得到长度均匀的玻璃纤维段，利用初混筒混合第一辅料和玻璃纤维段，形成均质纤维分散液，利用次混机构混合均质纤维分散液和第二辅料，制得分散均匀的纤维聚合物前驱液，从而简化了前驱液的配制流程，提高前驱液的配制效率；本发明公开的初混筒包括第一筒体和混合阀，利用阀体的侧边开设的连接口实现辅料与玻璃纤维段的混合，有效提高玻璃纤维分散液的混合效果，有利于提高前驱液的制备效率。

技术特征：

1.一种用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，其特征在于，所述连接块上开设有至少一个安装槽（252），所述阀体（281）的侧边设有与所述安装槽（252）相配合的滑块（283），所述滑块（283）与安装槽（252）滑动连接，且滑块（283）与安装槽（252）的内壁之间设有复位弹簧（253）。

3.根据权利要求2所述的用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，其特征在于，所述第一混合腔（24）的内部转动安装有混合轴，所述混合轴上固定安装有若干第一搅拌叶（26），所述混合轴具有第一旋转速度和第二旋转速度，第一旋转速度小于第二旋转速度；所述初混筒（20）的底部还设有驱动所述混合轴旋转的驱动电机（53）。

4.根据权利要求3所述的用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，其特征在于，所述混合阀（28）的料液进口侧还设置有进料阀（29），所述进料阀（29）包括壳体（291），所述壳体（291）朝向第一混合腔（24）的一侧设置有进液口（292），壳体（291）的另一侧设置有排液口；所述进液口（292）上设置有多片弹性挡片（293），多片弹性挡片（293）在初始状态时覆盖进液口（292）。

5.根据权利要求1所述的用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，其特征在于，所述预处理设备（10）包括处理筒（11）和设置于所述处理筒（11）内部的剪切机构，所述处理筒（11）的内部设有剪切腔和驱动腔，所述剪切机构包括设置于剪切腔内部且左右交错分布的若干切刀（12）以及设置于驱动腔内部用于带动所述切刀（12）移动的驱动机构。

6.根据权利要求5所述的用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，其特征在于，所述剪切腔和驱动腔之间形成有分隔壁，所述分隔壁中开设有滑动槽，所述切刀（12）滑动安装在分隔壁中，且切刀（12）上安装有与所述滑动槽相适配的挡块（121），所述挡块（121）通过连接弹簧（16）与滑动槽的内壁连接；所述驱动机构包括转动安装在驱动腔内部的第一旋转轴（13）以及带动所述第一旋转轴（13）旋转的旋转电机（15），所述第一旋转轴（13）的轴段上固定安装有若干顶块（14）。

7.根据权利要求1所述的用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，其特征在于，所述预处理设备（10）上设有进料斗（40），进料斗（40）中安装有气囊（41），所述气囊（41）为环形结构，当气囊（41）处于膨胀状态时挤压进料斗（40）中的玻璃纤维束；所述进料斗（40）还包括有对所述气囊（41）供气的气泵（43），所述气泵（43）通过气管（42）与所述气囊（41）连通。

8.根据权利要求1所述的用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，其特征在于，所述次混机构（30）包括第二筒体（31）、下料管（36）和驱动箱（37），第二筒体（31）的内部开设有第二混合腔（35），所述第二筒体（31）的进料侧与初混筒（20）的出料侧连通，所述第二筒体（31）上还开设有第三进料口（34）。

9.根据权利要求8所述的用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，其特征在于，所述第二混合腔（35）内部转动安装有第二旋转轴（32），第二旋转轴（32）上设有第二搅拌叶片（33）；所述下料管（36）与第二混合腔（35）连通，下料管（36）的内部转动安装有第三旋转轴，第三旋转轴上固定安装有第三搅拌叶片（361）；所述驱动箱（37）的内部转动安装有连接轴（39），所述第二旋转轴（32）的下端伸入驱动箱（37）的内部，所述连接轴（39）的一端与第三旋转轴固定连接，连接轴（39）的另一端通过齿轮组件（38）与第二旋转轴（32）的下端传动连接。

10.根据权利要求9所述的用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，其特征在于，还包括有出料筒（50），所述出料筒（50）通过混合物导管（51）与下料管（36）连通，出料筒（50）的底部设有前驱液排液口。

技术总结
本发明涉及玻璃纤维技术领域，具体公开了一种用于超细玻璃纤维复合材料制备的前驱液分散装置，包括用于剪切玻璃纤维，以得到长度均匀的玻璃纤维段的预处理设备；与预处理设备连通的初混筒；与初混筒连通的次混机构。本发明设置有预处理设备、初混筒和次混机构，利用预处理设备剪切玻璃纤维，得到长度均匀的玻璃纤维段，利用初混筒混合第一辅料和玻璃纤维段，形成均质纤维分散液，利用次混机构混合均质纤维分散液和第二辅料，制得分散均匀的纤维聚合物前驱液，从而简化了前驱液的配制流程，提高前驱液的配制效率。

技术研发人员：翟福强,刘洵,李磊,彭绍源,李璐,张忠一,杨星驰,伍春丽
受保护的技术使用者：招商局深海装备研究院（三亚）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15