一种高性能纤维网衣表面涂层前处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及绳网生产技术领域，具体涉及一种高性能纤维网衣表面涂层前处理装置。


背景技术：

2.高性能纤维增强复合材料由于比重小、比强度和比模量大等优良特征成为目前最为炙手可热的材料之一。从高端的国防军工，航空航天到民用的医疗设备、建筑及体育器材等领域都有纤维增强复合材料的影子，其使用频率也在不断增长。但由于大多数高性能纤维的表面光滑以及缺少极性官能基团，导致其作为复合材料增强纤维与基体材料的界面粘结性较差，这大大增加了高性能纤维应用的局限性。利用表面改性技术对纤维表面处理可以有效提高纤维与基体的应力传递效应，增加纤维与基体的粘附力，为更大程度上应用高性能纤维作为复合材料增强纤维提供了保证。
3.最近几十年，等离子体被用来改性高分子材料表面性能。等离子体处理被认为是一种环境友好型改性方法。等离子表面接枝改性可同时通过对高分子材料表面进行物理和化学作用，可以有效的改变高分子材料表面的粘结性和吸湿性并不影响高分子材料的整体性能。目前，等离子体表面接枝处理被越来越多的专家学者所认可，被认为是最有前途的改性方法。
4.一般高性能纤维网衣等离子表面接枝改性需要经过表面清洁除油、单体溶液浸泡吸附、等离子接枝偶联、均聚物清洗除杂等多步实现。常规工艺需间歇作业，效率低下，转运困难，难以实现连续化工业生产，且易于出现废液难回收问题。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中的问题，本实用新型专利设计了一种高性能纤维网衣表面涂层前处理装置，能够实现纤维网衣表面清洁、偶联、除杂一体化，工作液可多次循环使用，高效环保，易于工业化推广。
6.本实用新型所采用的技术方案是：所述前处理装置包括等离子接枝反应室、高压喷淋组件和循环储输液组件，所述等离子接枝反应室的左右两侧壁板的内部分别设置有电极板，所述电极板外接射频电源，用于对气体施加足够的能量使之离化成为等离子状态，所述高压喷淋组件包括喷淋管，所述喷淋管从顶部接入在等离子接枝反应室中，连接有多个喷头，所述循环储输液组件包括储液罐、回液管道和出液管道，所述循环储输液组件的出液管道连接喷淋管，所述出液管道上设置有高压泵，所述等离子接枝反应室的底部开有出液口，所述回液管道连接等离子接枝反应室的出液口，所述回液管道上设有回液泵。等离子接枝反应工作室，用于纤维网衣表面接枝处理；高压喷淋组件，用于网衣表面充分浸润接枝单体溶液及冲洗清洁纤维表面；循环储输液组件，用于存储及循环输送处理液。
7.进一步的，所述等离子接枝反应室的底面横向排列平铺有3块加热板，其中中间的加热板与两侧的加热板之间分别设置有过滤板，所述过滤板内填充有过滤填料，所述加热
板和过滤板的下侧为锥形的积液室，所述出液口开在积液室的底部中央。用于对工作室环境温度进行加热，以提高冲洗液气化回收效率，过滤板内填充有过滤填料，用于过滤接枝单体溶液和冲洗液，以提高工作液使用寿命。
8.进一步的，所述等离子接枝反应室的顶部中央开有排气口，所述排气口管道连接冷凝回收组件，所述冷凝回收组件包括冷水箱和内芯管，所述内芯管为螺旋管，所述内芯管竖向设置于冷水箱中，上侧端为进汽口、下侧端为冷凝水出口，所述内芯管的上、下两端分别与冷水箱的箱体密闭连接，所述进汽口管道连接排气口，所述冷凝水出口管道连接循环储输液组件的回液管道，所述冷水箱的底部开有进水口，顶部开有出水口。冷凝回收组件用于冷却回收易于蒸发的冲洗液，内芯管用于为蒸汽液化提供场所，冷水箱用于承载冷却循环水，为内芯管中的蒸汽冷凝液化提供冷却介质。
9.进一步的，所述等离子接枝反应室中设置有台车，所述等离子接枝反应室的底面沿两块滤板设置有两道纵向的台车轨道，所述等离子接枝反应室的后侧壁上开有门，所述台车轨道从门处向外延伸出等离子接枝反应室，所述台车的底部设有四个行走轮，四个行走轮分成两组分别位于两道台车轨道上。台车用于放置预处理的纤维网衣。
10.进一步的，所述台车的车架纵向直视呈“凹”字型，所述台车的车架上安装有多个可转动的导网辊，所述等离子接枝反应室的顶部通过支架吊装有“π”型结构的机械悬臂，所述机械悬臂的横臂两端分别通过滑块滑动连接在所述等离子接枝反应室顶部支架的纵向滑轨上，所述支架上设有纵向伸缩的液压伸缩装置连接横臂，推动机械悬臂延滑轨纵向移动，所述机械悬臂两侧竖臂分别位于台车的左右两侧，所述喷淋管位于所述等离子接枝反应室的内部，整体呈“m”型结构，所述喷淋管的两侧的竖管分别连接在机械悬臂的两侧竖臂上，中部的竖管插入在台车车架的中间凹口中，所述喷淋管的横管中部通过弹簧型伸缩软管连接出液管道。台车设置成“凹”字型，喷淋管与之配合设计成“m”型结构，有效增大对纤维网衣的喷淋面积，提高处理效果。弹簧型伸缩软管长度可随行程自由改变。
11.进一步的，所述等离子接枝反应室的左侧壁板的底部开有进气口，所述进气口管道连接储气罐，所述等离子接枝反应室的右侧壁板的底部开有抽气口，所述抽气口管道连接真空泵。储气罐，用于向反应室内充入氧气等反应气体，反应气体用于离化处理网衣表面，使纤维表面产生过氧化、羧基等含氧基团；真空泵将反应室进行抽真空达到预设真空度。
12.进一步的，所述喷淋管上的喷头具有60
°
锥形喷射面的喷射口。增大喷头的喷淋面积。
13.进一步的，所述循环储输液组件包括两个储液罐，分别为接枝单体溶液储罐和冲洗液储罐，所述接枝单体溶液储罐的罐底设置加热盘管，所述接枝单体溶液储罐底部连接第一出液管道，顶部连接第一回液管道，所述第一出液管道上连接有第一高压泵；所述冲洗液储罐的底部连接第二出液管道，顶部连接第二回液管道，所述第二出液管道设置有第二高压泵；所述第一出液管道和第二出液管道通过三通管共同管道连接喷淋管，并分别设置有开关阀，所述第一回液管道和第二回液管道通过三通管共同管道连接冷凝回收组件的冷凝水出口和等离子接枝反应室的出液口，并分别设置有开关阀。两个储液罐分别用于储存和循环输送回收接枝单体溶液和冲洗液。
14.相对于现有技术，本实用新型专利设计的一种高性能纤维网衣表面涂层前处理装
置的进步之处在于：配置了等离子接枝反应室、台车、高压喷淋组件、循环储输液组件和冷凝回收组件，能够实现纤维网衣表面清洁、偶联、除杂一体化，工作液可多次循环使用，高效环保，易于工业化推广；放置纤维网衣的台车设置成“凹”字型，喷淋管与之配合设计成“m”型结构，有效增大对纤维网衣的喷淋面积，提高处理效果；喷淋管通过可纵向移动机械悬臂吊装，喷淋方便。
附图说明
15.图1是高性能纤维网衣表面涂层前处理装置的结构示意图
16.图2是等离子接枝反应室主视示意图
17.图3是等离子接枝反应室的俯视示意图
18.图4是等离子接枝反应室底面的俯视示意图
19.图5是高压喷淋组件示意图
20.图6是轨道台车组件示意图
21.图7是循环储输液组件示意图
22.图8是冷凝回收组件示意图
23.附图标记
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等离子接枝反应室
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高压喷淋组件
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轨道台车组件
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循环储输液组件
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冷凝回收组件
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积液室
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11
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电极板
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12
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射频电源
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13
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加热板
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14
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过滤板
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15
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储气罐
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16
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真空泵
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17
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台车轨道
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171
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室内轨道
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172
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室外轨道
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21
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机械悬臂
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22
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伸缩软管
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23
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喷淋管
[0033]
24
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喷头
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31
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台车架
[0034]
32
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导网辊
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33
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行走轮
[0035]
42
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接枝单体溶液储罐
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41
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冲洗液储罐
[0036]
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第一高压泵
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44
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第二高压泵
[0037]
45
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回液泵
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46
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加热盘管
[0038]
51
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冷水箱
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52
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内芯管
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进水口
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54
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出水口
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100
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纤维网衣
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101
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第一出液管道
[0041]
102
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第二出液管道
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103
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第一回液管道
[0042]
104
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第二回液管道
具体实施方式
[0043]
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实施例仅仅是本发明创造一部分的实施例，
而不是全部。基于本发明创造中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明创造保护的范围。
[0044]
如图1所示，本实用新型专利设计了一种高性能纤维网衣表面涂层前处理装置的一种实施例，本实施例中高性能纤维网衣表面涂层前处理装置包括等离子接枝反应室1、高压喷淋组件2、台车组件3、循环储输液组件4和冷凝回收组件5。
[0045]
结合图2、3、4所示等离子接枝反应室1的左右两侧壁板的内部分别设置有电极板11，电极板11外接射频电源12，用于对气体施加足够的能量使之离化成为等离子状态。等离子接枝反应室1的底面横向排列平铺有3块加热板13，用于对工作室环境温度进行加热，以提高冲洗液气化回收效率。其中中间的加热板13与两侧的加热板13之间分别设置有过滤板14，过滤板14内填充有过滤填料，用于过滤接枝单体溶液和冲洗液，以提高工作液使用寿命。加热板13和过滤板14的下侧为锥形的积液室6，积液室的底部中央开有出液口。等离子接枝反应室1的顶部中央开有排气口，排气口管道连接冷凝回收组件5。等离子接枝反应室1的左侧壁板的底部开有进气口，进气口管道连接储气罐15，用于向反应室内充入氧气等反应气体，反应气体用于离化处理网衣表面，使纤维表面产生过氧化、羧基等含氧基团。等离子接枝反应室1的右侧壁板的底部开有抽气口，抽气口管道连接真空泵16，真空泵16对反应室进行抽真空达到预设真空度。
[0046]
等离子接枝反应室1的底面沿两块滤板16设置有两道纵向的台车轨道17，等离子接枝反应室1的后侧壁上开有门，台车轨道17从开门处向外延伸出等离子接枝反应室1。台车组件3设置在等离子接枝反应室1的台车轨道17上。结合图6所示，台车组件3包括台车架31，台车架31纵向直视呈“凹”字型，其上下两侧交替排列设置有多个可转动的导网辊32，纤维网衣100设置在台车组件3的导网辊32上。台车架31的底部设有四个行走轮33，四个行走轮33分成两组分别位于两道台车轨道17上，能够沿轨道进出等离子接枝反应室1。等离子接枝反应室1的台车轨道17的室外轨道172部分的长度大于台车架31的纵向长度，用于限制轨道台车组件3的行进方向和位置。
[0047]
结合图5所示，高压喷淋组件2包括喷淋管23，喷淋管23从顶部接入在等离子接枝反应室1中，喷淋管23连接有多个喷头24，喷头24具有60
°
锥形喷射面的喷射口。等离子接枝反应室1的顶部通过支架吊装有“π”型结构的机械悬臂21，机械悬臂21的横臂两端分别通过滑块滑动连接在等离子接枝反应室1顶部支架的纵向滑轨上，支架上设有纵向伸缩的液压气缸连接横臂，推动机械悬臂21延滑轨纵向移动。机械悬臂21两侧的竖臂分别位于台车组件3的左右两侧。喷淋管23位于所述等离子接枝反应室的内部，整体呈“m”型结构。喷淋管23的两侧的竖管分别连接在机械悬臂21的两侧竖臂上，位于台车组件3的两侧，中部的竖管插入在台车架31的中间凹口中，中部的竖管上两侧都排列设置有喷头24。喷淋管23的横管中部通过弹簧型伸缩软管22连接循环储输液组件4的出液管道。
[0048]
结合图7所示，循环储输液组件4包括两个储液罐，分别为接枝单体溶液储罐42和冲洗液储罐41，其中接枝单体溶液储罐42的罐底设置加热盘管46，用于将接枝单体溶液加热至40～60℃的工作温度。接枝单体溶液储罐42底部连接第一出液管道101，顶部连接第一回液管道103，第一出液管道101上连接有第一高压泵44。冲洗液储罐41的底部连接第二出液管道102，顶部连接第二回液管道104，第二出液管道102设置有第二高压泵43，第一出液管道101和第二出液管道102通过三通管共同管道连接喷淋管23，并分别设置有开关阀。第
一回液管道103和第二回液管道104通过三通管共同管道连接冷凝回收组件5和等离子接枝反应室1的出液口，并分别设置有开关阀，第一回液管道103和第二回液管道104的共同连接管道上设置有回液泵45。
[0049]
结合图8所示，冷凝回收组件5包括冷水箱51和内芯管52，内芯管52为螺旋管，用于为蒸汽液化提供场所，竖向设置于冷水箱51中，内芯管52的上、下两端分别与冷水箱51的箱体密闭连接。内芯管52上侧端为进汽口、下侧端为冷凝水出口，进汽口通过管道密闭连接等离子接枝反应室1的排气口，冷凝水出口通过管道密闭连接循环储输液组件4的第一回液管道103和第二回液管道104的共同连接管道，该共同连接管道也通过3通管分别连接出液口和冷凝水出口。冷水箱51的底部开有进水口53，顶部开有出水口54，用于承载冷却循环水，为内芯管中的蒸汽冷凝液化提供冷却介质。
[0050]
该实施方式公开的高性能纤维网衣表面涂层前处理装置，能够实现纤维网衣表面清洁、偶联、除杂一体化，工作液可多次循环使用，高效环保，易于工业化推广。
[0051]
上述内容仅为本发明创造的较佳实施例而已，不能以此限定本发明创造的实施范围，即凡是依本发明创造权利要求及发明创造说明内容所做出的简单的等效变化与修饰，皆仍属于本发明创造涵盖的范围。