纳米碳酸钙与聚乳酸的复合方法

技术领域

本发明涉及纳米材料复合技术领域，尤其涉及纳米碳酸钙与聚乳酸的复合方法。

背景技术

填充改性是聚乳酸最为常用、有效的改性方法之一。与传统的微米级填料填充改性不同，将聚乳酸与纳米材料共混只需将少量纳米材料(质量分数<5％)以纳米尺度分散在聚乳酸中，就能显著改善其热性能、力学性能等，其中研究最多的PLA纳米复合材料是PLA/有机改性蒙脱土(OMLS)纳米复合材料，制得的PLA/OMLS纳米复合材料的强度、热性能、阻隔性能和阻燃性能等得到大幅度提高。

将改性纳米碳酸钙与聚乳酸采用熔融共混的方式能够制备纳米碳酸钙/聚乳酸复合材料，然而由于纳米碳酸钙与聚乳酸相容性较差，现有的用于熔融共混的熔炼设备仅通过简单的旋转实现纳米碳酸钙与聚乳酸的混合，导致纳米碳酸钙与聚乳酸难以在短时间内充分复合，在影响纳米材料复合效率的同时，使得混炼之后复合材料的各项性能达不到厂家的生产需求。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的纳米碳酸钙与聚乳酸的复合方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：纳米碳酸钙与聚乳酸的复合方法，所述复合方法采用的熔融共混装置包括底座，所述底座的上端固设有两组架板，两组所述架板之间设置有混炼仓，所述混炼仓上旋合有用以卸料的卸料嘴，其中一组所述架板的外端安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端贯穿至架板的内侧传动有转盘，所述转盘的内端固设有以使混炼仓转动的驱动轴，所述混炼仓靠近转盘的侧端固设有滑套，且滑套套设在驱动轴的外侧且与驱动轴滑动连接，所述架板上设置有以使混炼仓转动时往复振动的弹性往复振动机构，另一组所述架板的内端固设有横接套体，且横接套体的延伸端贯穿至混炼仓的内部，所述横接套体的内部滑动连接有贯穿架板的加料管，所述加料管的内部固设有两组隔板，所述隔板将加料管内部隔分成两组腔室，所述底座的上端安装有蓄料室，所述蓄料室与加料管之间连通有两组以对两种不同材料输送的输料管，且两组输料管分别与两组不同的腔室相连通，所述蓄料室的内部安装有以对材料抽送的泵体，所述架板上设置有以使加料管水平移动的链式水平驱动机构。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述驱动轴的外端固设有呈环形分布的多组限位齿，所述滑套的内部具有以配合限位齿滑动的限位槽。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述弹性往复振动机构包括抵接套、对接套、对接盘和压缩弹簧，所述滑套和转盘的外侧均转动连接有对接盘，所述驱动轴的外侧位于两组对接盘之间套设有压缩弹簧。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述混炼仓远离滑套的一端固设有对接套，靠近对接套的一组所述架板的内端固设有与对接套呈同轴心分布的抵接套，且对接套和抵接套贴合的端面呈相互配合的波浪形结构。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述加料管的内部开设有连通混炼仓的第二输料嘴，所述加料管的内部开设有两组与第二输料嘴相适配的第一输料嘴。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述加料管的外端固设有两组保持杆，所述两组保持杆的延伸端贯穿至横接套体的外侧固设有挡板。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述链式水平驱动机构包括第二驱动电机、第一轮盘、第二轮盘、从动轮盘和传动链条，所述架板的内端安装有两组呈竖直分布的第二驱动电机，两组所述第二驱动电机的输出端贯穿至架板的外端分别传动连接有第一轮盘和第二轮盘。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述架板的外端位于加料管的外侧转动连接有从动轮盘，所述从动轮盘与第一轮盘和第二轮盘的外侧均套设有配合传动的传动链条。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述从动轮盘的内端固设有滑块，所述加料管的内部开设有配合滑块滑动的滑轨，且滑轨呈螺旋分布在加料管上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述复合方法包括以下步骤：

S1、将纳米碳酸钙和聚乳酸钙投入蓄料室中，启动蓄料室中的泵体，将纳米碳酸钙和聚乳酸钙分别通过输料管送至加料管内部两组不同的腔室中；

S2、启动链式水平驱动机构带动加料管沿水平方向移动，使第一输料嘴与第二输料嘴相对齐，将纳米碳酸钙和聚乳酸钙投放至混炼仓中；

S3、启动架板外端的第一驱动电机带动混炼仓转动，混炼仓在转动的过程中在弹性往复振动机构的作用下沿着水平方向往复振动，使纳米碳酸钙和聚乳酸钙充分熔炼混合；

S4、静置混炼仓，使熔融混合后的纳米碳酸钙和聚乳酸钙复合物进行冷却；

S5、打开卸料嘴，将冷却后的复合材料取出混炼仓，完成对纳米复合材料的制备。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本申请通过在架板上设有从动轮盘、第二驱动电机、第一轮盘、第二轮盘和加料管，在从动轮盘与第一轮盘和第二轮盘之间设有传动链条，启动第二驱动电机带动第一轮盘转动，此时，固设在从动轮盘内端的滑块沿着滑轨滑动，使得加料管沿水平方向移动，两组第二驱动电机分别驱动第一轮盘和第二轮盘的转动方向相反，从而使得从动轮盘能够驱动加料管朝两个相反的方向移动，实现加料管间歇且重复多次的向混炼仓中加入原材料，提高纳米碳酸钙和聚乳酸钙的复合效果，达到有效改进聚乳酸的结构和性能，并降低聚乳酸的成本，同时可以拓展纳米碳酸钙应用范围的目的。

2、本申请通过在架板上设有第一驱动电机、转盘和抵接套，在转盘上设有驱动轴，在混炼仓上设有对接套和滑套，在转盘和滑套上设有对接盘，在对接盘之间设有压缩弹簧，启动第一驱动电机带动驱动轴转动，进而使得滑套带动混炼仓转动，通过弹性往复振动机构的设置，使得混炼仓在转动的过程中，做往复振动，从而保障材料之间充分混合，达到提高纳米碳酸钙和聚乳酸钙复合效率的目的。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例提供的正视图；

图2示出了根据本发明实施例提供的侧视图；

图3示出了根据本发明实施例提供的剖视图；

图4示出了根据本发明实施例提供的加料管与横接套体连接处的剖视图；

图5示出了根据本发明实施例提供的滑套与驱动轴连接处的侧剖图。

图例说明：

1、底座；2、架板；3、混炼仓；4、卸料嘴；5、第一驱动电机；6、转盘； 7、对接盘；8、驱动轴；801、限位齿；9、滑套；901、限位槽；10、压缩弹簧；11、抵接套；12、对接套；13、第二驱动电机；14、第一轮盘；15、第二轮盘；16、从动轮盘；1601、滑块；17、传动链条；18、加料管；1801、滑轨；1802、第一输料嘴；19、蓄料室；20、输料管；21、保持杆；22、挡板； 23、横接套体；2301、第二输料嘴；24、隔板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：纳米碳酸钙与聚乳酸的复合方法，复合方法采用的熔融共混装置包括底座1，底座1的上端固设有两组架板2，两组架板2之间设置有混炼仓3，混炼仓3上旋合有用以卸料的卸料嘴4，其中一组架板2的外端安装有第一驱动电机5，第一驱动电机5的输出端贯穿至架板2的内侧传动有转盘6，转盘6的内端固设有以使混炼仓3转动的驱动轴8，混炼仓3靠近转盘6的侧端固设有滑套9，且滑套9套设在驱动轴8的外侧且与驱动轴8滑动连接，架板2上设置有以使混炼仓3转动时往复振动的弹性往复振动机构，另一组架板2的内端固设有横接套体23，且横接套体23的延伸端贯穿至混炼仓3的内部，横接套体23 的内部滑动连接有贯穿架板2的加料管18，加料管18的内部固设有两组隔板 24，隔板24将加料管18内部隔分成两组腔室，底座1的上端安装有蓄料室19，蓄料室19与加料管18之间连通有两组以对两种不同材料输送的输料管20，且两组输料管20分别与两组不同的腔室相连通，蓄料室19的内部安装有以对材料抽送的泵体，架板2上设置有以使加料管18水平移动的链式水平驱动机构，将纳米碳酸钙和聚乳酸钙投入蓄料室19中，启动蓄料室19中的泵体，将纳米碳酸钙和聚乳酸钙分别通过输料管20送至加料管18内部两组不同的腔室中，接着，启动链式水平驱动机构带动加料管18沿水平方向移动，使第一输料嘴 1802与第二输料嘴2301相对齐，将纳米碳酸钙和聚乳酸钙投放至混炼仓3中，此时，启动架板2外端的第一驱动电机5带动混炼仓3转动，混炼仓3在转动的过程中在弹性往复振动机构的作用下沿着水平方向往复振动，使纳米碳酸钙和聚乳酸钙充分熔炼混合，通过链式水平驱动机构的设置，使得混炼仓3在对材料进行翻滚混炼时，加料管18能够间歇且重复多次的向混炼仓3中加入原材料，提高纳米碳酸钙和聚乳酸钙的复合效果，达到有效改进聚乳酸的结构和性能，并降低聚乳酸的成本，同时可以拓展纳米碳酸钙应用范围的目的，其次，通过弹性往复振动机构的设置，使得混炼仓3在转动的过程中，做往复振动，从而保障材料之间充分混合，达到提高纳米碳酸钙和聚乳酸钙复合效率的目的。

具体的，如图1、图3、图4和图5所示，驱动轴8的外端固设有呈环形分布的多组限位齿801，滑套9的内部具有以配合限位齿801滑动的限位槽901，弹性往复振动机构包括抵接套11、对接套12、对接盘7和压缩弹簧10，滑套 9和转盘6的外侧均转动连接有对接盘7，驱动轴8的外侧位于两组对接盘7之间套设有压缩弹簧10，混炼仓3远离滑套9的一端固设有对接套12，靠近对接套12的一组架板2的内端固设有与对接套12呈同轴心分布的抵接套11，且对接套12和抵接套11贴合的端面呈相互配合的波浪形结构，启动安装在架板2 外端的第一驱动电机5带动转盘6以及与转盘6固定连接的驱动轴8转动，进而使得套设在驱动轴8外侧的滑套9带动混炼仓3转动，固定在混炼仓3侧端的对接套12在转动的过程中通过与抵接套11端面的贴合抵压将沿着水平方向进行移动，随着对接套12的继续转动，对接套12的凹口部位重新与抵接套11 的凸起部位相重合，混炼仓3将会在压缩弹簧10的作用下弹回至初始位置，通过弹性往复振动机构的设置，使得混炼仓3在转动的过程中做往复的弹性振动。

具体的，如图3和图4所示，加料管18的内部开设有连通混炼仓3的第二输料嘴2301，加料管18的内部开设有两组与第二输料嘴2301相适配的第一输料嘴1802，加料管18的外端固设有两组保持杆21，两组保持杆21的延伸端贯穿至横接套体23的外侧固设有挡板22，启动链式水平驱动机构带动加料管 18沿水平方向移动，当其中一组第一输料嘴1802与第二输料嘴2301相对齐时，该腔室中装放的材料将依次通过第一输料嘴1802和第二输料嘴2301投入至混炼仓3中，保持杆21的设置，以使从动轮盘16对加料管18传动时，加料管18不会随之转动，从而保障从动轮盘16对加料管18的稳定传动，挡板 22的设置，以限制加料管18的移动范围。

具体的，如图1-4所示，链式水平驱动机构包括第二驱动电机13、第一轮盘14、第二轮盘15、从动轮盘16和传动链条17，架板2的内端安装有两组呈竖直分布的第二驱动电机13，两组第二驱动电机13的输出端贯穿至架板2 的外端分别传动连接有第一轮盘14和第二轮盘15，架板2的外端位于加料管 18的外侧转动连接有从动轮盘16，从动轮盘16与第一轮盘14和第二轮盘15 的外侧均套设有配合传动的传动链条17，从动轮盘16的内端固设有滑块1601，加料管18的内部开设有配合滑块1601滑动的滑轨1801，且滑轨1801呈螺旋分布在加料管18上，启动安装在架板2内端的一组第二驱动电机13带动第一轮盘14转动，第一轮盘14转动的过程中通过传动链条17带动从动轮盘16 进行转动，此时，固设在从动轮盘16内端的滑块1601将沿着加料管18内部的滑轨1801滑动，通过滑轨1801与滑块1601的滑动配合，使得加料管18 沿水平方向移动，两组第二驱动电机13分别驱动第一轮盘14和第二轮盘15的转动方向相反，从而使得从动轮盘16能够驱动加料管18朝两个相反的方向移动，实现对两种不同材料的分步投放。

具体的，复合方法包括以下步骤：

S1、将纳米碳酸钙和聚乳酸钙投入蓄料室19中，启动蓄料室19中的泵体，将纳米碳酸钙和聚乳酸钙分别通过输料管20送至加料管18内部两组不同的腔室中；

S2、启动链式水平驱动机构带动加料管18沿水平方向移动，使第一输料嘴 1802与第二输料嘴2301相对齐，将纳米碳酸钙和聚乳酸钙投放至混炼仓3中；

S3、启动架板2外端的第一驱动电机5带动混炼仓3转动，混炼仓3在转动的过程中在弹性往复振动机构的作用下沿着水平方向往复振动，使纳米碳酸钙和聚乳酸钙充分熔炼混合；

S4、静置混炼仓3，使熔融混合后的纳米碳酸钙和聚乳酸钙复合物进行冷却；

S5、打开卸料嘴，将冷却后的复合材料取出混炼仓3，完成对纳米复合材料的制备。

实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。