一种制备吸波涂层的装置及方法

摘要

本发明公开一种制备吸波涂层的装置及方法，属于机械自动化和材料科学的交叉技术领域。制备吸波涂层的装置，包括：基座模块，承载模块，放料模块，传动模块，电动机模块，加热模块和控制系统模块。所述放料模块主要由放料槽，滚头和螺旋测微计组成，通过螺旋测微计调节滚头高度来控制涂层厚度；所述承载模块主要由支撑板和加热机构组成；所述传动模块利用塑料膜作为传送装置，通过滚筒实现转向作用；所述电动机模块为外加模块，通过齿轮为整个制备装置提供动力；所述加热模块采用电阻丝加热；所述控制模块采用点控，调速按钮以及控温按钮。本发明的吸波涂层涂覆装置具有涂层厚度控制准确、表面光滑、结构简单、成本低等优点。

权利要求

1.一种制备吸波涂层的装置，其特征在于：包括基座模块，所述基座模块上依次设有传送模块，放料模块，承载模块，加热模块和控制系统模块；

所述承载模块设于所述放料模块的输出口，其用于承载所述传送模块的传送带和所述吸波涂层；

所述控制系统模块用于控制所述传送模块和所述加热模块；

所述放料模块包括基板、放料槽和滚头，所述滚头设置于放料槽内，所述滚头的滚轴与放料槽的输出方向垂直；所述放料槽固定在基板上，所述基板固定于所述基座模块的上承载面；

所述滚头设置于放料槽内的输出末端；

所述放料槽包括放料槽底部和两个相互平行的放料槽壁，所述放料槽壁与放料槽输出方向平行；

在两个所述放料槽壁的相对位置设有卡口，在所述滚头轴向的两端各设有一与所述滚头的滚轴同轴的支撑柱，所述支撑柱卡接于所述卡口内；

所述卡口下方设有调节机构，所述调节机构包括固定件和调节螺杆，所述固定件固定于所述放料槽底部，所述调节螺杆穿过所述固定件与所述支撑柱的底面压接；

所述传送模块包括起始滚筒、多个过渡滚筒、收膜滚筒、传送带和电机；

所述加热模块设于所述基座模块的内部区域，所述加热模块包括电阻丝和加热板，所述电阻丝设于所述加热板的下方；

所述承载模块包括承载板和多根固定柱，所述承载板通过所述多根固定柱活动连接于所述基座模块的承载面，而且，所述承载板的承载面不高于所述放料槽的槽面；

所述控制系统模块包括速度控制子模块和温度控制子模块，所述速度控制子模块用于控制所述吸波涂层的传送速度，所述温度控制子模块用于控制所述加热模块的加热功率。

2.一种制备吸波涂层的方法，其特征在于：采用权利要求1所述的制备吸波涂层的装置，包括以下步骤：步骤S1，调配原材料，按顺序布置传送模块的传送带，设定好所述加热模块的功率以及所述传送模块的传送速度，调节所述放料模块以获得期望厚度的吸波涂层；

步骤S2，启动所述加热模块和所述传送模块；

步骤S3，将调配好的所述原材料倒入所述放料模块；

步骤S4，在获得所需长度的吸波涂层后，停止所述传送模块和所述加热模块，将获得的所述吸波涂层取出并清理所述放料模块。

说明书

一种制备吸波涂层的装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种制备吸波涂层的装置及用该装置制备涂层的方法，属于机械自动化和材料科学的交叉技术领域。

背景技术

[0002] 随着对电磁波吸收材料研究的深入以及实际应用的需求，吸收性能高、频段宽、重量轻、体积小等高性能要求的吸波涂层已成为当前吸波材料的研究重点。吸波涂层正是在此背景下受到越来越多的关注。面前，实验室制备的吸波涂层大多采用手工涂刷的方法制得。作为一种最常用的涂敷方法，手工涂覆的主要优点是节省涂料，工具简单，尺寸易调整，适应性比较强。但这种制备方法也存在几个比较大的缺陷，体力劳动强度大，效率低，涂装质量不稳定，厚度不易控制均匀，有时涂料还会危害健康。为了应对这些缺陷，提高效率和质量，常常通过外加模具，控制重量，以及多次涂覆用来选择最高质量的成品等方法来实现。当然这些措施一方面使涂覆的操作过程变得更加复杂，另一方面并没有从根本上真正找到一种有效的控制厚度、提高涂层表面质量的有效途径。

发明内容

[0003] 针对现有技术中所存在的问题与不足，本发明提供一种效率高且能保证涂层表面质量的吸波涂层的制备装置。该装置具有以下优点：能有效保证涂层厚度均匀、表面光滑度，从而提高涂层质量；实现自动化，有效降低劳动强度；可根据不同的产品要求，更换放料模块中的放料槽和滚头，以及承载模块中的支撑板等器件，提高设备的适应性。从而简化实验室涂层的制备过程、提高研究效率。

[0004] 本发明的目的通过以下的技术方案实现：

[0005] 一种制备吸波涂层的装置，包括基座模块，所述基座模块上依次设有传送模块，放料模块，承载模块，加热模块和控制系统模块；

[0006] 所述基座模块用于支撑固定所述承载模块、放料模块、传送模块、加热模块和控制系统模块；

[0007] 所述放料模块固定于所述基座模块的上承载面的一端部，其用于盛放原材料以及形成所需厚度的吸波涂层；

[0008] 所述传送模块固定于所基座模块，其用于传送所述放料模块获得的所述吸波涂层；

[0009] 所述加热模块设置于所述传送模块的传递路径上，其用于加热烘干所述吸波涂层；

[0010] 所述承载模块设于所述放料模块的输出口，其用于承载所述传送模块的传送带和所述吸波涂层；

[0011] 所述控制系统模块用于控制所述传送模块和所述加热模块。

[0012] 所述放料模块包括基板、放料槽和滚头，所述滚头设置于放料槽内，所述滚头的滚轴与放料槽的输出方向垂直；所述放料槽固定在基板上，所述基板固定于所述基座模块的上承载面。

[0013] 进一步在上述技术方案中，所述滚头，包括滚筒本体，在所述滚筒本体的外周面设有凹部，所述凹部沿所述滚筒本体的轴向设置，滚筒本体凹部一侧与放料槽底部垂直，有切口(即滚筒本体凹部)的一侧朝向塑料膜运行方向可以有效减小、甚至避免涂层在通过滚筒本体的后半程时被黏带起。

[0014] 进一步地，在上述技术方案中，所述基座模块包括由多根横支撑杆、多根竖支撑杆和多个滑轮，所述多根横支撑杆搭接成上支撑台和下支撑座，所述多根竖支撑杆固定于所述上支撑台和所述下支撑座之间，并将所述上支撑台和所述下支撑座固定连接形成一体结构；所述多个滑轮固定于所述下支撑座，所述基座模块借助所述滑轮可自由移动。其中所述基座模块主要起支撑作用，由支撑杆焊接而成，上方内部的支撑杆可以根据要求横向滑动，在基座模块与其他模块连接的支撑杆设有凹槽，与相邻模块多采用螺栓链接，底部装有滑轮。

[0015] 进一步地，在上述技术方案中，所述放料槽包括放料槽底部和两个相互平行的放料槽壁，所述放料槽壁与放料槽输出方向平行；所述放料槽壁垂直于所述放料槽的槽面向上延伸，以使所述放料槽形成“U”型结构，所述放料槽的槽面为所述放料槽底部用于承载原材料的面。

[0016] 进一步地，在上述技术方案中，所述滚头设置于放料槽内的输出末端。

[0017] 进一步地，在上述技术方案中，在两个所述放料槽壁的相对位置设有卡口，在所述滚头轴向的两端各设有一与所述滚头的滚轴同轴的支撑柱，所述支撑柱卡接于所述卡口内，所述滚头借助所述支撑柱固定于所述放料槽内。

[0018] 进一步地，在上述技术方案中，所述卡口下方设有调节机构，所述调节机构包括固定件和调节螺杆，所述固定件固定于所述放料槽底部，所述调节螺杆穿过所述固定件与所述支撑柱的底面压接，旋转所述调节杆可调节所述滚头与所述放料槽的槽面之间的距离。

[0019] 进一步地，在上述技术方案中，所述螺旋测微计的螺杆用作滚头的调节支撑杆。

[0020] 进一步地，在上述技术方案中，所述传送模块包括起始滚筒、多个过渡滚筒、收膜滚筒、传送带和电机，所述起始滚筒、多个过渡滚筒、收膜滚筒在所述基座模块的周向间隔设置，所述传送带自所述起始滚筒起依次绕置多个所述过渡滚筒后收于所述收膜滚筒。

[0021] 进一步地，在上述技术方案中，所述加热模块设于所述基座模块的中部区域，所述加热模块包括电阻丝和加热板，所述电阻丝设于所述加热板的下方，所述加热板的加热面在垂直于所述吸波涂层的传送方向的两侧下弯，涂层经过所述加热板上表面。

[0022] 进一步地，在上述技术方案中，所述承载模块包括承载板和多根固定柱，所述承载板通过所述多根固定柱活动连接于所述基座模块的承载面，而且，所述承载板的承载面不高于所述放料槽的槽面。所述承载模块设置在基座上方，支撑板主要用于平稳过渡塑料膜，等待涂覆好的涂层固化，并可根据涂料的不同粘稠度及固化时间，更换不同长度的承载模块。

[0023] 进一步地，在上述技术方案中，所述承载板的承载面在垂直于所述吸波涂层的传送方向的两侧下弯。

[0024] 进一步地，在上述技术方案中，所述控制系统模块包括速度控制子模块和温度控制子模块，所述速度控制子模块用于控制所述吸波涂层的传送速度，所述温度控制子模块用于控制所述加热模块的加热功率。

[0025] 基板主要是用于连接放料槽和基座模块，基板与放料槽先采用焊接技术连接，再将基板与基座模块采用螺栓连接；

[0026] 放料槽主要是用于临时放置原料，保证在成型过程中原料的供应不间断，从而可以形成连续的吸波涂层，两侧设有螺旋测微计；

[0027] 滚头与放料槽通过U型卡口连接，两侧与螺旋测微计相抵；

[0028] 所述传动模块主要由滚筒组成，保证塑料膜可以平滑的在装置中运行，并承担塑料膜的收放工作；

[0029] 所述加热模块设置在基座中间，主要用于加热涂层；

[0030] 所述电动机模块独立于基座，主要为整个装置运行提供驱动力，通过齿轮与传动模块中的收膜滚筒相连接；

[0031] 控制系统模块主要是用于控制整个制备过程，包括开关、调速按钮以及控温按钮；

[0032] 本发明的一个优选方案，其中，所述基座模块主要由铝质合金搭建而成，可以减轻重量；底部滑轮可以水平180°旋转，并设有固定装置，方便整个装置的移动与固定；

[0033] 本发明的一个优选方案，其中，所述承载模块和加热模块中的支撑板选用合金钢，保证表面的光滑和耐用性；两端设有弧度，有效保护塑料膜的在运行过程中不因为微小的波动被损坏；

[0034] 本发明的一个优选方案，其中，所述放料模块中的放料槽采用合金钢，保证自身的表面光滑度不会因为涂料中的添加粉末经过而被划花；两侧设有螺旋测微计，用以精确调节滚头高度，从而保证厚度的准确控制；

[0035] 本发明的一个优选方案，其中，所述放料模块中的滚头采用合金钢，采用圆形设计，并在沿滚头轴向切去一块材质，保证涂层从下方经过后，表面不会被带起，破坏表面质量；

[0036] 本发明的一个优选方案，其中，所述传动模块中选择涂层基体塑料膜作为传送带，传送带既作为基体，又作传递动力使用，避免运行过程中出现相对滑动；

[0037] 本发明的一个优选方案，其中，采用圆形滚筒作为转向装置，方便塑料膜的运行，同时减小装置的占地面积，充分利用空间；

[0038] 本发明的一个优选方案，其中，所述传动模块中装有塑料膜的滚筒选用质量最大的滚筒，在相同条件下，滚动时惯性最大，用以保证塑料膜在整个传送过程中的紧绷状态；

[0039] 本发明的一个优选方案，其中，所述加热模块设置在基座内部，有效的减少占地面积，同时确保涂层在最终收卷时能完全固化，保证涂层表面质量；

[0040] 采用上述优选方案的作用在于控制涂层厚度，保证厚度均匀，确保涂层表面质量，其工作原理是：按顺序布置好塑料膜基体，设置好转速，温度等参数以及滚头高度，将涂料倒入放料槽中，使经过放料模块的涂层厚度均匀、表面光滑；采用塑料膜作为传送带，可以避免因为传统传送带自身的原因造成的涂层厚度波动；承载模块和加热模块的支撑板采用边缘带有弧度的设计，保证塑料膜在运行过程中不会在转向处平稳过渡，不会因为运行过程中的微小波动而被撕裂；

[0041] 本发明的一个优选方案，其中，所述电动机模块中与基座模块分开，采用齿轮连接，可以根据需求合理安排位置；

[0042] 本发明的一个优选方案，其中，所述控制系统模块中选择常开点触式开关，适应实验中多组分、多对比性的实验型研究，同时保证了实验室的安全；设有调速按钮，可以根据不同粘稠度的涂料，选择最优的速度方案；设有控温按钮，可以根据不同粘稠度的涂料，选择最优的温度方案，保证实验的效率和最终产品的质量；

[0043] 本发明提供一种制备吸波涂层的方法，采用上述的制备吸波涂层的装置，包括以下步骤：

[0044] 步骤S1，调配原材料，按顺序布置传送模块的传送带，设定好所述加热模块的功率以及所述传送模块的传送速度，调节所述放料模块以获得期望厚度的吸波涂层；

[0045] 步骤S2，启动所述加热模块和所述传送模块；

[0046] 步骤S3，将调配好的所述原材料倒入所述放料模块；

[0047] 步骤S4，在获得所需长度的吸波涂层后，停止所述传送模块和所述加热模块，将获得的所述吸波涂层取出并清理所述放料模块。

[0048] 具体包括以下步骤：

[0049] (1)将塑料膜按照顺序布置；

[0050] (2)根据涂料的配比(羰基铁：水漆＝0.1:1-1:1)，调节粘度(14-22s(25℃涂-4杯))，设定好调速按钮的级别(0.5-1.5m/s)，加热装置的加热温度(55-85℃)；

[0051] (3)根据涂层厚度要求，调节螺旋测微计，放置滚头，确保滚头底面和放料槽槽面之间的距离(小于0.5mm)符合要求，并保证放料模块表面的光滑无杂质；

[0052] (4)按下开关，并将涂料倒入放料槽中；

[0053] (5)制得所需长度的涂层后，松开开关，取出涂层，并清理放料模块；

[0054] (6)当一个成分的涂层制备完毕后，重复执行(1)-(5)的动作，如此循环地生产。

[0055] 发明有益效果

[0056] 1、利用放料装置中的螺旋测微计控制厚度，避免了传统手工成型中厚度的波动；

[0057] 2、利用滚头控制涂层厚度，并采用表面一次成型技术，避免了传统手工成型多次刮涂表面，保证涂层厚度均匀，提高涂层表面质量；

[0058] 3、采用加热装置，确保涂层在收卷之前完全固化，保证涂层质量；

[0059] 4、采用塑料膜作为传送带，提高成型效率；

[0060] 5、采用滚筒装置，减小了占地面积；

[0061] 6、各个模块采用螺栓连接，可以根据不同的涂料要求更换放料模块和支撑模块的器件，提高了装置的适应性。

附图说明

[0062] 本发明附图7幅；

[0063] 图1为本发明的连续吸波涂层涂覆装置的一个具体实施方式的结构示意图；

[0064] 图2为图1中放料模块中放料槽的结构示意图；

[0065] 图3为图2放料模块中放料槽的结构简图，图中a为俯视图，b为主视图，c为左视图；

[0066] 图4为图1中放料模块中滚头的结构示意图；

[0067] 图5为图4中放料模块中滚头的结构简图，图中a为俯视图，b为主视图，c为左视图；

[0068] 图6为图1中承载模块端部弧形过渡结构示意图；

[0069] 图7为采用实施例中涂层涂覆装置及方法制备得到的涂层；

[0070] 图中，1-1、滚头；1-2、放料槽；1-3、螺旋测微计；1-4、基板；2、承载模块；3-1、基座；3-2、滚轮；4-1、起始滚筒；4-2、过渡滚筒a；4-3、过渡滚筒b；4-4、过渡滚筒c；4-5、过渡滚筒d；4-6、过渡滚筒e；4-7、收膜滚筒；5、加热模块。

具体实施方式

[0071] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

[0072] 参见图1，本发明的涂层涂覆装置主要包括基座模块，承载模块2，放料模块，传动模块，加热模块5，控制系统模块。其中，所述传动模块由多个滚筒分布在基座3-1上组合而成，滚筒与支架采用螺栓连接；首先，塑料膜卷筒装在起始滚筒4-1处，一端经过渡滚筒a4-2、放料模块1，承载模块2，过渡滚筒b4-3，过渡滚筒c4-4、过渡滚筒d4-5、过渡滚筒e4-6；加热模块5，收于收膜滚筒4-7处。

[0073] 参见图1～图6，所述放料模块包括滚头1-1，放料槽1-2，螺旋测微计1-3和基板1-4，先将放料槽焊接在基板上，再将基板通过螺栓固定于基座模块；滚头1-1的高度通过放料槽1-2两侧的螺旋测微计1-3控制。

[0074] 参见图1～图6，所述传动模块中电动机与收膜滚筒4-7通过齿轮连接，使收膜滚筒4-7与电动机同步转动，电动机选用常用电动机。

[0075] 参见图1～图6，所述基座模块包括基座3-1和四个滚轮3-2，基座采用铝质合金焊接而成，滚轮在水平方向上可以180度旋转，方便移动位置，同时设有配套卡槽，可以固定滚轮3-2，方便固定装置位置。

[0076] 参见图1～图6，所述承载模块2选用合金钢，底部四个支撑杆与基体模块采用螺栓连接，与塑料膜运行方向垂直的两端选用弧形过渡。

[0077] 参见图1～图6，本发明的应用上述涂层涂覆装置实现的涂层涂覆方法，所制备涂层见图7，制备方法包括一下步骤：

[0078] (1)将塑料膜按照顺序从滚筒4-1布置到滚筒4-7；

[0079] (2)根据涂料配比(羰基铁：水漆＝0.3:1)控制好粘稠度(20s(25℃涂-4杯))，设定好调速按钮的级别，控制电动机转速，保证薄膜的运行速度(0.8m/s)，设置好加热装置的加热温度(60℃)；

[0080] (3)根据涂层厚度要求，调节螺旋测微计，放置滚头，控制滚头底面和放料槽槽面之间的距离(0.5mm)，放置好滚头，并保证放料模块表面的光滑无杂质；

[0081] (4)按下开关，并将涂料均匀倒入放料槽中；

[0082] (5)制得所需长度的涂层后，松开开关，取出带有塑料膜的涂层，并清理放料模块；

[0083] (6)当一个成分的涂层制备完毕后，重复执行(1)-(5)的动作，如此循环地生产。

[0084] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。