[发明专利]一种连续化制备聚合物基导电复合材料的方法和装置

权利要求书

1.一种连续制备聚合物基导电复合材料的装置，其特征在于，包括机械柔性滚压平台、电控测量系统和上位机监测系统；

机械柔性滚压平台中，外支撑架（22）通过第二螺栓（16）固定到支撑板（17）上，支撑板（17）通过第二螺栓（16）连接到底座（14）上，螺母（27）通过第一连接螺栓固定于外支撑架（22）上，下压手柄丝杆（26）通过焊接方式固定到内支撑架（21）上，导套（24）通过第一连接螺栓固定于外支撑架（22）上，导柱（25）和导套（24）为过渡配合，导柱（25）通过焊接的方式固定到内支撑架（21）上；

张紧弹簧（30）通过第一螺栓固定在内外支撑架之间；压力传感器（20）通过第一螺栓固定于内支撑架上；

柔性软辊的中心轴（6）的两端固定在内支撑架（21）的轴承上，轴承通过第一螺栓固定在内支撑架（21）上，柔性软辊（1）通过自身张力固定到中心轴（6）上；

柔性软辊的中心轴（6）与传动隔板（15）通过螺栓连接，传动隔板（15）与滑动模板（8）通过第一螺栓进行连接，滑动模板（8）通过第一螺栓固定到滑动模组（11）的滑动块上；

交流伺服电机（12）的输出轴与滑动模组（11）的减速器通过第一螺栓连接，滑动模组的减速器通过键配合与丝杆进行连接；交流伺服电机（12）上装有编码器及电机动力线缆（40）和编码器线缆（41）；电机动力线缆（40）、编码器线缆（41）和交流伺服电机驱动器（37）相连接；

上位机监测系统中，通过上位机的Fameview监控软件对滚压过程中的柔性软辊直径、柔性软辊的长度、柔性软辊模量值、柔性软辊的泊松比、刚性平面的模量值、刚性平面的泊松比、理论压力值、柔性软辊移动速度、样品理论厚度值、样品理论长度、滚压次数进行设定，得到滚压过程中时间-柔性软辊移动速度和时间-实际压力值的实时变化曲线；由上位机Fameview监控软件进行显示和监测；上位机与电控测量系统中的PLC功能模块通过网线通讯。

2.根据权利要求1所述的一种连续制备聚合物基导电复合材料的装置，其特征在于，交流伺服电机（12）以位置模式工作。

3.根据权利要求1所述的一种连续制备聚合物基导电复合材料的装置，其特征在于，交流伺服电机驱动器（37）与电控测量系统对应的PLC功能模块通讯，压力传感器和接近开关通过航插与PLC功能模块进行通讯；启动控制系统后，由PLC功能模块对压力传感器、位置传感器采集到的信号、PLC功能模块输出的位置脉冲信号和交流伺服电机输出的速度信号通过网线通讯的方式传输到上位机主机。

4.利用权利要求1所述装置进行的一种连续制备聚合物基导电复合材料的方法，其特征在于：通过选择具有弹性模量的柔性软辊代替刚性滚压辊进行滚压成型；所述方法包括以下步骤：

1）启动上位机，进入上位机Fameview监控软件，根据工作原理对工作过程中的柔性软辊直径、柔性软辊的长度、柔性软辊模量值、柔性软辊的泊松比、刚性平面的模量值、刚性平面的泊松比、理论压力值、柔性软辊移动速度、样品理论厚度值、样品理论长度、滚压次数进行设定，并在界面中对换算得到对应的滚压面积和保压时间进行显示；并在Fameview监控软件的画面中得到滚压过程中时间-柔性软辊移动速度曲线和相对应的时间-实际压力值的实时变化曲线；

2）根据提供的连续制备成型原理，按照不同尺寸要求的导电复合材料从下到上的顺序对下隔板、垫圈、聚合物共混物、上隔板进行摆放并放置到承压板上，并把柔性软辊摆放在起始位置准备；

3）启动电控测量系统，打开交流电源开关（33）和对应的低压电器即可启动电控测量系统；上位机设定的柔性软辊移动速度、理论压力值和滚压次数的值传送到PLC中，PLC把按照设定值对连续制备聚合物基导电复合材料的装置进行控制完成整个连续滚压成型过程；

4）Fameview监控软件通过网线通讯的方式实时地对工艺流程中的柔性软辊移动速度、实际压力值和滚压次数进行采集，并得到对应不同滚压次数的时间-柔性软辊移动速度和时间-实际压力值的实时变化曲线；

5）通过对连续制备聚合物基导电复合材料的装置参数和工艺参数进行调节，得到不同尺寸要求的导电复合材料制备状态，经过反复实验，通过导电复合材料的电导率对材料进行表征，即可为制备导电复合材料的最优参数提供理论基础。