專(zhuān)利名稱(chēng)：超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柔性石墨紙的生產(chǎn)設(shè)備，特別是一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置。
背景技術(shù)：
柔性石墨紙生產(chǎn)線，無(wú)論是我國(guó)當(dāng)初引進(jìn)美國(guó)的寬幅700毫米有鋼帶多級(jí)軋輥軸夾壓生產(chǎn)線，還是引進(jìn)日本寬幅1000毫米無(wú)鋼帶多級(jí)軋輥軸滾壓生產(chǎn)線，以及國(guó)內(nèi)有關(guān)廠家參照兩種引進(jìn)生產(chǎn)線仿制的石墨紙生產(chǎn)線，生產(chǎn)的石墨紙厚度規(guī)格范圍和國(guó)家制定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中，紙品厚度規(guī)格均在0.2 1.0mm之間，密度為1.0g/cm3。多年來(lái)，行業(yè)中受引進(jìn)設(shè)備、仿制設(shè)備和技術(shù)上的限制，以及市場(chǎng)上國(guó)內(nèi)外客戶(hù)使用石墨紙品的情況，都沒(méi)有向更薄或更厚方向突破。近幾年雖有了向更厚方向的發(fā)展，已有少量使用1.2_厚紙品和試用更厚紙品的情況，但將其密度加大到1.2g/cm3以上，紙品的抗拉強(qiáng)度達(dá)到6MPa以上，且具有很好的柔韌性，則現(xiàn)有生產(chǎn)線設(shè)備均達(dá)不到要求。若生產(chǎn)更薄的紙品，現(xiàn)有生產(chǎn)線設(shè)備精度、強(qiáng)度達(dá)不到，且市場(chǎng)上還沒(méi)有這種產(chǎn)品的應(yīng)用。隨著科技進(jìn)步，不斷創(chuàng)新，石墨材料的應(yīng)用范圍被不斷拓展，石墨材料所具有的導(dǎo)熱、散熱、導(dǎo)電、耐高溫、耐腐蝕和穩(wěn)定的化學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)被各行業(yè)加以研究開(kāi)發(fā)應(yīng)用。高純度的石墨材料其導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能比傳統(tǒng)材料銅、鋁還好。石墨烯是一種二維碳原子晶體，比鉆石還硬，強(qiáng)度比世界上最好的鋼鐵還要高100倍，其厚度只有0.335納米，把20萬(wàn)片石墨烯薄膜疊加在一起，也只有一根頭發(fā)絲厚，是世界上強(qiáng)度最大的材料，傳輸電子的速度是光速的1/300，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電子在一般導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)速度。有鑒于此，科學(xué)家和各行業(yè)應(yīng)用石墨材料的專(zhuān)家們，把柔性石墨材料的應(yīng)用轉(zhuǎn)向超薄方向研究發(fā)展。而目前的普通設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)該產(chǎn)品，一是設(shè)備精度強(qiáng)度不夠，不能滿(mǎn)足膜材厚度及其均勻性和密度及其均勻性；二是不能最大幅度降低紙品中的有害成分和氧含量。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，可以大幅降低成品中的有害成分和氧含量。進(jìn)一步的，可以確保成品膜材的厚度均勻性和密度均勻性。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，包括精壓機(jī)構(gòu)，在精壓機(jī)構(gòu)一側(cè)設(shè)有用于加熱預(yù)壓卷料的加熱升溫裝置，精壓機(jī)構(gòu)位于靠近加熱升溫裝置出料口的位置，在精壓機(jī)構(gòu)的另一側(cè)依次設(shè)有切邊機(jī)構(gòu)和成品收卷機(jī)構(gòu)。所述的加熱升溫裝置中，爐體內(nèi)設(shè)有加熱元件，還設(shè)有溫度傳感器，所述的加熱元件和溫度傳感器都與控制箱電連接。所述的加熱升溫裝置出料口還設(shè)有用于連接氮?dú)獾牡獨(dú)獗Ｗo(hù)嘴。所述的爐體采用保溫材料制成。所述的爐體具有用于容納加熱預(yù)壓卷料的腔體，腔體的一側(cè)設(shè)有供卷材排出的出料口，腔體的上方設(shè)有蓋。[0012]所述的加熱元件位于腔體的下部。所述的精壓機(jī)構(gòu)為相向布置的碾壓輥，該碾壓輥的軸承采用圓錐滾子軸承。還設(shè)有預(yù)壓機(jī)構(gòu)，用于初步壓制加熱預(yù)壓卷料。所述的預(yù)壓機(jī)構(gòu)和精壓機(jī)構(gòu)均為相向布置的碾壓輥，其中預(yù)壓機(jī)構(gòu)中碾壓輥之間的間距大于精壓機(jī)構(gòu)中碾壓輥之間的間距。預(yù)壓機(jī)構(gòu)中碾壓輥之間的間距與精壓機(jī)構(gòu)中碾壓輥之間的間距的比值為1.3-2:1。經(jīng)創(chuàng)新研發(fā)的高純石墨超薄導(dǎo)熱膜材，厚度僅為0.02、.05mm，是普通石墨紙產(chǎn)品最小厚度0.2mm的1/10 1/4，密度達(dá)到1.2 1.5g/cm3,超過(guò)普通產(chǎn)品密度的20% 50%，碳含量達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的高純含量99.9%以上，經(jīng)過(guò)特殊工藝處理后，其有害成分硫含量、氯含量、氧含量極低，硫含量小于IOOppm,氯含量小于7ppm,抗拉強(qiáng)度大于6Mpa ,熱率大于400w/mk,且有極好的柔韌性。要生產(chǎn)這種高純石墨超薄導(dǎo)熱膜材，在普通石墨紙生產(chǎn)線設(shè)備上已無(wú)法生產(chǎn)，因此采用了上述結(jié)構(gòu)的裝置。本實(shí)用新型提供的一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，通過(guò)設(shè)置的加熱升溫裝置，用高溫氣化除去有害成分，使帶料中的氧含量在高溫中被燃燒掉，使成品中殘存的硫、氯等有害成分充分被去除，提高了產(chǎn)品品質(zhì)，使產(chǎn)品碳含量進(jìn)一步純凈，膜材的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能進(jìn)一步提高。這也是生產(chǎn)超薄導(dǎo)熱膜材的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)置的高強(qiáng)度高精度精壓機(jī)構(gòu)，完全保證了成品厚度及其均勻性和密度及其均勻性，且采用的高精度軸承可以調(diào)整軋輥軸徑向跳動(dòng)誤差至最小，從而保證產(chǎn)品的厚度指標(biāo)。進(jìn)一步的，還設(shè)有預(yù)壓機(jī)構(gòu)，將膜材壓制到成品的1.3-2倍的厚度，從而進(jìn)一步確保成品的厚度尺寸和密度要求。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型中預(yù)壓機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:初壓帶料1，預(yù)壓機(jī)構(gòu)2，收卷機(jī)構(gòu)3，蓋4，加熱預(yù)壓卷料5，氮?dú)獗Ｗo(hù)嘴6，精壓機(jī)構(gòu)7，切邊機(jī)構(gòu)8，成品收卷機(jī)構(gòu)9，控制箱10，出料口 11，爐體12，加熱元件13，溫度傳感器14。
具體實(shí)施方式
如
圖1中，一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，包括精壓機(jī)構(gòu)7，在精壓機(jī)構(gòu)7—側(cè)設(shè)有用于加熱預(yù)壓卷料的加熱升溫裝置，精壓機(jī)構(gòu)7位于靠近加熱升溫裝置出料口 11的位置，由于超薄石墨導(dǎo)熱膜的導(dǎo)熱性高，因此精壓機(jī)構(gòu)7應(yīng)盡可能的靠近出料口 11。以充分排出帶料中所含有害成分。在精壓機(jī)構(gòu)7的另一側(cè)依次設(shè)有切邊機(jī)構(gòu)8和成品收卷機(jī)構(gòu)9。所述的加熱升溫裝置中，爐體12內(nèi)設(shè)有加熱元件13，還設(shè)有溫度傳感器14，所述的加熱元件13和溫度傳感器14都與控制箱10電連接。通過(guò)溫度傳感器14控制加熱元件13的工作，使加熱預(yù)壓卷料5在80(Tl000°C無(wú)氧高溫狀態(tài)下保持5 30分鐘，具體視客戶(hù)要求而定，使其所含硫、氯等有害成分充分氣化排除，氧含量被燃燒，以提高產(chǎn)品品質(zhì)。在經(jīng)高溫處理后盡快送入精壓機(jī)構(gòu)碾壓成型。所述的加熱升溫裝置出料口 11還設(shè)有用于連接氮?dú)獾牡獨(dú)獗Ｗo(hù)嘴6。由此結(jié)構(gòu)，通以高壓氮?dú)猓孕纬蓪?duì)膜材的氣體保護(hù)。所述的爐體12采用保溫材料制成。所述的爐體12具有用于容納加熱預(yù)壓卷料5的腔體，腔體的一側(cè)設(shè)有供卷材排出的出料口 11，腔體的上方設(shè)有蓋4。相應(yīng)的蓋4也采用保溫材料。所述的加熱元件13位于腔體的下部。加熱升溫裝置是提高成品品質(zhì)的一道關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在此過(guò)程，使加熱預(yù)壓卷料5中殘存的硫、氯等有害成分充分被氣化，氧含量被燃燒，進(jìn)一步提高了碳含量比例，其導(dǎo)熱性能進(jìn)一步上升，導(dǎo)熱、導(dǎo)電效果更好。因?yàn)槟げ闹兴颉⒙瘸煞制撸粌H具有腐蝕性，也影響導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能，而膜材中氧含量偏高，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)熱率下降。所述的精壓機(jī)構(gòu)7為相向布置的碾壓輥。加熱預(yù)壓卷料5在高溫氣化除雜后，膜材直接送入精壓機(jī)構(gòu)7碾壓成型。由于產(chǎn)品厚度很薄，最小只有0.02mm，要求精壓軋輥軸具有很高的加工精度和安裝精度；由于產(chǎn)品密度比普通石墨紙大20%以上，要碾壓達(dá)到很大的密度，需要很大的碾壓力。因此，精壓機(jī)構(gòu)需要很高的強(qiáng)度，很小的變形量。本實(shí)用新型采用了高強(qiáng)度合金鋼并經(jīng)熱處理制作軋輥軸，精加工尺寸誤差控制到微米級(jí)，表面光潔度達(dá)到0.8微米，軸承選用了高精度圓錐滾子軸承，并對(duì)軸向間隙進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到很高的安裝精度。這樣，使成品膜材的厚度及其均勻性誤差控制在±10%以?xún)?nèi)，密度及其均勻性誤差控制在±5%以?xún)?nèi)。優(yōu)化的方案中，如圖2中，還設(shè)有預(yù)壓機(jī)構(gòu)2，用于初步壓制加熱預(yù)壓卷料5。所述的預(yù)壓機(jī)構(gòu)2和精壓機(jī)構(gòu)7均為相向布置的碾壓輥，其中預(yù)壓機(jī)構(gòu)2中碾壓輥之間的間距大于精壓機(jī)構(gòu)7中碾壓輥之間的間距。進(jìn)一步優(yōu)化的方案中，預(yù)壓機(jī)構(gòu)2中碾壓輥之間的間距與精壓機(jī)構(gòu)7中碾壓輥之間的間距的比值為1.3-2:1。在高倍率膨脹石墨蠕蟲(chóng)鋪裝平整初壓成帶狀后，直接送入預(yù)壓機(jī)構(gòu)壓制，此時(shí)關(guān)鍵是控制預(yù)壓高度，使之達(dá)到成品要求的1.3-2倍，若預(yù)壓太薄，則帶料中殘存的硫、氯等有害成分受加熱升溫段時(shí)間限制不易氣化排出。而預(yù)壓太厚，一是熱處理后難以確保成品的厚度尺寸和密度要求，二是預(yù)壓后的帶料在運(yùn)行過(guò)程或收卷時(shí)易折斷；三是在高溫狀態(tài)下易氧化。因此，預(yù)壓時(shí)控制厚度是進(jìn)一步提高成品質(zhì)量的關(guān)鍵。
權(quán)利要求1.一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，包括精壓機(jī)構(gòu)(7)，其特征是:在精壓機(jī)構(gòu)(7)一側(cè)設(shè)有用于加熱預(yù)壓卷料的加熱升溫裝置，精壓機(jī)構(gòu)(7)位于靠近加熱升溫裝置出料口(11)的位置，在精壓機(jī)構(gòu)(7)的另一側(cè)依次設(shè)有切邊機(jī)構(gòu)(8)和成品收卷機(jī)構(gòu)(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，其特征是:所述的加熱升溫裝置中，爐體(12)內(nèi)設(shè)有加熱元件(13)，還設(shè)有溫度傳感器(14)，所述的加熱元件(13)和溫度傳感器(14)都與控制箱(10)電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，其特征是:所述的加熱升溫裝置出料口( 11)還設(shè)有用于連接氮?dú)獾牡獨(dú)獗Ｗo(hù)嘴(6 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，其特征是:所述的爐體(12)采用保溫材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，其特征是:所述的爐體(12)具有用于容納加熱預(yù)壓卷料(5)的腔體，腔體的一側(cè)設(shè)有供卷材排出的出料口(11)，腔體的上方設(shè)有蓋(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，其特征是:所述的加熱元件(13)位于腔體的下部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，其特征是:所述的精壓機(jī)構(gòu)(7)為相向布置的碾壓輥，該碾壓輥的軸承采用圓錐滾子軸承。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，其特征是:還設(shè)有預(yù)壓機(jī)構(gòu)(2 )，用于初步壓制加熱預(yù)壓卷料(5 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，其特征是:所述的預(yù)壓機(jī)構(gòu)(2)和精壓機(jī)構(gòu)(7)均為相向布置的碾壓輥，其中預(yù)壓機(jī)構(gòu)(2)中碾壓輥之間的間距大于精壓機(jī)構(gòu)(7)中碾壓輥之間的間距。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，其特征是:預(yù)壓機(jī)構(gòu)(2)中碾壓輥之間的間距與精壓機(jī)構(gòu)(7)中碾壓輥之間的間距的比值為1.3-2:1。
專(zhuān)利摘要一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，包括精壓機(jī)構(gòu)，在精壓機(jī)構(gòu)一側(cè)設(shè)有用于加熱預(yù)壓卷料的加熱升溫裝置，精壓機(jī)構(gòu)位于靠近加熱升溫裝置出料口的位置，在精壓機(jī)構(gòu)的另一側(cè)依次設(shè)有切邊機(jī)構(gòu)和成品收卷機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型提供的一種超薄石墨導(dǎo)熱膜加熱精壓裝置，通過(guò)設(shè)置的加熱升溫裝置，用高溫氣化除去有害成分，使帶料中的氧含量在高溫中被燃燒掉，使成品中殘存的硫、氯等有害成分充分被去除，提高了產(chǎn)品品質(zhì)，使產(chǎn)品碳含量進(jìn)一步純凈，膜材的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能進(jìn)一步提高。這也是生產(chǎn)超薄導(dǎo)熱膜材的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
文檔編號(hào)C01B31/04GK203048607SQ201220720080
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者羅成旺 申請(qǐng)人:宜昌新成石墨有限責(zé)任公司