[发明专利]一种微积分叠层高分子复合材料原位反应成型装置及方法

权利要求书

1.一种微积分叠层高分子复合材料原位反应成型装置，主要包括有三个塑化供料装置、汇流器、层叠器、成型装置，汇流器、层叠器、成型装置前后依次串联，其特征在于：塑化供料装置包括基体层原料塑化供料装置、粘结层原料塑化供料装置、功能层原料塑化供料装置，功能层原料塑化供料装置与汇流器连接处有计量输送装置；基体层原料塑化供料装置、粘结层原料塑化供料装置采用挤出机、注射成型机的注塑装置或压铸机，功能层原料塑化装置采用真空反应釜，真空反应釜与汇流器连接处的计量输送装置为计量泵；汇流器有三个入口，每个入口连接一个塑化供料装置；层叠器包括一个反向层叠器和至少一个同向层叠器；反向层叠器流道沿宽度方向平均分割成两等分，每一等分流道相互反向扭转90度同时展宽两倍、厚度减半，然后合并成一层流道；同向层叠器流道沿宽度方向平均分割成m等分，每一等分流道同向扭转90度并且展宽m倍、厚度变为原来的1/m，然后合并成一层流道，其中反向层叠器与汇流器相连接，反向层叠器出口与正向层叠器连接。

2.根据权利要求1所述的一种微积分叠层高分子复合材料原位反应成型装置，其特征在于：汇流器的流道间隙不相同，功能层流道间隙小于甚至远远小于基体层流道间隙。

3.根据权利要求1所述的一种微积分叠层高分子复合材料原位反应成型装置，其特征在于：成型装置是两辊压延机、挤出机头、注射喷嘴与模具的组合或压制模具。

4.权利要求1所述的一种微积分叠层高分子复合材料原位反应成型装置的成型方法，其特征在于：基体层原料塑化供料装置、粘结层原料塑化供料装置采用挤出机、注射成型机的注塑装置或压铸机，功能层原料塑化装置采用真空反应釜，真空反应釜与汇流器连接处的计量输送装置为计量泵；基体层材料、粘结层材料、功能层材料分别通过所述塑化供料装置以流体状态输送至汇流器，在汇流器中均匀汇流于一个公共流道，形成三层复合流体，复合流体从汇流器中流出之后进入反向层叠器，三层复合流体沿宽度方向平均分割成两等分，每一等分流体反向扭转90度同时展宽两倍、厚度减半，形成最外层为基体层的六层复合流体，六层复合流体进入同向层叠器沿宽度方向平均分割成m等分，每一等分流体同向扭转90度并且展宽m倍、厚度变为原来的1/m，在出口端汇流成6×m层的复合流体，串联k个同样的层叠器，则可得到6×m^k层复合流体，复合流体达到预期的层数之后，最后进入成型装置定型成相应制品。

5.权利要求4所述的一种微积分叠层高分子复合材料原位反应成型装置的成型方法，其特征在于：基体层材料是聚乙烯、聚丙烯、天然橡胶、丁苯橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶，粘结层材料是改性苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或马来酸酐接枝聚合物，功能层原料是原位反应成型单体或低聚物、高分子改性助剂、催化剂、活化剂。

6.权利要求5所述的一种微积分叠层高分子复合材料原位反应成型装置的成型方法，其特征在于：原位反应成型单体或低聚物是苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯、氯乙烯、己内酰胺或醋酸乙烯酯，高分子改性助剂是碳纤维、层状硅酸盐、无机纳米粒子、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。

7.根权利要求4所述的一种微积分叠层高分子复合材料原位反应成型装置的成型方法，其特征在于：基体层原料是聚乙烯，粘结层原料是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，功能层原料是己内酰胺、层状硅酸盐、甲醇钠、N-酰化内酰胺类化合物。