台式涂布复合设备及涂布复合方法技术

本发明专利技术公开了一种台式涂布复合设备及涂布复合方法，包括设置在底座上的基台，基台一端设置有复合膜固定机构和行走支架，行走支架上设置有复合膜放卷辊、复合辊和涂布机构，复合辊安装在行走支架的可调滑块上，复合辊与基台之间距离通过可调滑块调节；复合辊位于复合膜放卷辊下方且两者轴向转动，涂布机构位于复合辊前端；复合膜放卷辊放下复合膜，复合膜绕过复合辊被复合膜固定机构固定；行走支架带动涂布机构、复合辊和复合膜放卷辊移动；涂布机构在基台基膜上形成液膜，复合辊将复合膜送至液膜表面，实现液膜与复合膜复合。本发明专利技术解决了传统涂布复合设备体积大、造价高且单次制样所需物料耗费较大等问题，实现了高精度液膜涂布和高精度复合。布和高精度复合。布和高精度复合。

【技术实现步骤摘要】
台式涂布复合设备及涂布复合方法


[0001]本专利技术属于质子交换膜制造设备
，具体而言，涉及一种台式涂布复合设备及涂布复合方法。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种清洁能源技术，可缓解能源和环境问题。质子交换膜燃料电池是一种重要的燃料电池，其中质子交换膜为其关键组件，起到传递质子、阻隔阴、阳极原料、阻隔电子的作用。质子交换膜有均质膜和复合膜(或增强膜)，均质膜全部由离子交换树脂构成，复合膜由离子交换树脂和复合膜(或增强层)组成。均质膜机械性能差，较薄的均质膜无法满足燃料电池对其机械性能的要求，较厚的均质膜无法满足提高燃料电池体积功率密度的要求；基于以上原因，均质膜逐渐被淘汰。因含有增强层，较薄的复合质子交换膜(8
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15μm)即可满足燃料电池对质子交换膜机械性能的要求，且可满足燃料电池对提高功率密度的要求，在燃料电池领域被大量应用。
[0003]复合型质子交换膜包括树脂层和增强层，增强层为多孔薄膜，树脂在多孔薄膜内充分填充，树脂层在增强层两面包裹增强层。制备过程一般为：在基材上涂布一层树脂分散液，形成液膜，将多孔的增强层复合在液膜之上，再在多孔增强层上涂布一层液膜；树脂分散液浸润到多孔增强层内，干燥后在多孔增强层内形成连续相，增强层两侧的离子交换树脂形成连续相(均质膜)。增强层一般为多孔聚四氟乙烯薄膜，质地极其柔软，对复合操作精度、稳定性要求极高。
[0004]当前可满足精密涂布、增强层复合的设备多为生产线型设备，对涂布配方研究和样膜制备而言单次物耗、能耗太高，样膜制备耗时长。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种台式涂布复合设备及涂布复合方法，解决了传统涂布复合设备体积大、造价高且单次制样所需物料耗费较大等问题，通过选用适宜的涂布机构，可实现高精度液膜的涂布。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种台式涂布复合设备，包括设置在底座上的基台，所述基台的一端设置有复合膜固定机构和行走支架，所述行走支架上设置有复合膜放卷辊、复合辊和涂布机构，其中复合辊安装在行走支架的可调滑块上，复合辊与基台之间的距离通过可调滑块进行调节；复合辊位于复合膜放卷辊下方且两者轴向转动，涂布机构位于复合辊前端；当复合膜放卷辊将复合膜放下，所述复合膜绕过复合辊后其端部置于基台与复合膜固定机构之间且被固定住；所述行走支架沿基台长度方向移动带动涂布机构、复合辊和复合膜放卷辊移动；涂布机构移动时在基台的基膜上形成液膜，紧随其后的复合辊将复合膜送至液膜表面，实现液膜与复合膜的复合。
[0007]根据本专利技术，该台式涂布复合设备还包括复合膜展平辊，所述复合膜展平辊与复合膜放卷辊同步驱动，用于复合膜放出后进行展平。
[0008]根据本专利技术，所述复合膜展平辊设置在复合辊上方，且位于复合膜放卷辊的前方。
[0009]根据本专利技术，所述复合膜展平辊为硅胶展平辊、弧度辊或螺纹展平辊；所述复合膜展平辊通过伺服电机驱动；所述复合膜放卷辊采用气胀轴形式以利于夹紧复合膜卷芯，且通过伺服电机、恒力蜗磺调节放卷张力。
[0010]根据本专利技术，所述行走支架包括固定在基台两侧的安装架，所述复合膜放卷辊、复合辊均固定在安装架上，且复合辊和复合膜放卷辊可轴向转动，安装架前端设置有可调横梁；所述基台为带有真空吸附功能的多孔板或者所述基台为具有电加热功能的多孔板。
[0011]根据本专利技术，所述行走支架可延基台长度方向匀速运动，行进速度可调，驱动方式可以是电机驱动。
[0012]根据本专利技术，所述行走支架上安装有可调横梁；所述横梁上以可拆卸的方式安装有涂布机构。
[0013]根据本专利技术，所述涂布机构为狭缝挤出涂布头、线棒或刮刀；所述狭缝挤出涂布头或刮刀安装在行走支架的可调横梁上，所述线棒安装在行走支架相应孔位上。
[0014]根据本专利技术，所述涂布机构为狭缝挤出涂布头时，配有可稳定给涂布头供液的供液系统；所述供液系统可以为给料泵。
[0015]根据本专利技术，所述涂布机构为刮刀或线棒时，需人工在刮刀或线棒行进的前方添加涂布液；行进支架启动后，刮刀或线棒经过所添加的涂液时，将涂液刮平形成一定厚度的液膜。
[0016]根据本专利技术，所述复合膜固定机构为条状块体结构，且通过螺栓固定在基台上，复合膜端部夹在条状块体结构和基台之间实现固定。
[0017]根据本专利技术，所述复合膜固定机构为条形磁铁，依靠磁力与所述基台贴合以夹紧复合膜端部固定。
[0018]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种利用台式涂布复合设备进行涂布的方法，包括以下步骤：S1、先在基台上铺展基膜，从复合膜放卷辊上放出复合膜并引出至复合辊，从复合辊下端绕过后固定在复合膜固定机构上；S2、调节复合辊与基台距离以及涂布机构与基台距离至所需要求；S3、启动涂布机构的给料泵，待涂布头出口有涂布液流出，启动行走支架，所述行走支架沿着基台长度方向移动，从而带动涂布机构、复合辊和复合膜放卷辊随之移动；S4、随着涂布机构移动在基膜上形成液膜，紧随其后的复合辊将复合膜送至液膜表面，实现液膜与复合膜的复合；S5、所述行走支架行进至涂布终点后，停止涂布机构给料泵给料，关闭行走支架的行进机构，启动基台加热功能，将液膜烘干，得到复合有液膜的复合膜层结构1。
[0019]优选地，利用台式涂布复合设备进行涂布的方法还包括：
[0020]步骤S5、将复合膜在涂布末端切断，复合膜收回卷中，调节涂布机构和复合辊的高度使其不影响第二次液膜涂布；启动行走支架的行进机构，使行走支架返回涂布起点，调节涂布机构至适当高度，启动给料泵，涂布头出口有涂布液流出后，启动行走支架行进机构，行走支架带动涂布头向涂布终点位置行进，到达涂布终点后，关闭给料泵，关闭行走支架行进机构，启动基台加热，将液膜烘干，得到复合有液膜的复合膜层结构2；
[0021]步骤S6、当需要多层复合时，重复步骤S5。
[0022]优选地，在所述步骤S1中，还包括将复合膜放卷辊上放出复合膜后使其通过复合
膜展平辊进行展平的步骤。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]1)本专利技术解决了传统涂布复合设备体积大、造价高且单次制样所需物料耗费较大等问题，通过选用适宜的涂布机构，可实现高精度液膜的涂布，通过调节复合辊与基台的距离，可实现高精度的复合，将精密涂布和精密复合结合起来，可实现精密复合膜的小样制备，适用于实验研究、小样制备，尤其适用于增强型质子交换膜的实验室研究制备。
[0025]2)本专利技术还采用复合膜展平辊可对质软、拉伸易收腰变形的复合膜展平，以实现复合膜平整复合。此外，该台式涂布复合机结构简单，易于加工，拓展性强，涂布和复合精度高，可快速、简便的制备复合型质子交换膜，极大地提高了涂布配方研究和样膜制备效率。
附图说明
[0026]图1是本专利技术实施例1中台式复合涂布机的立体结构示意图。
[0027]图2是本专利技术实施例1中台式复合涂布机的主视图。
[0028]图3是本专利技术实施例1中台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种台式涂布复合设备，其特征在于，包括设置在底座(1)上的基台(2)，所述基台(2)的一端设置有复合膜固定机构(3)和行走支架(4)，所述行走支架(4)上设置有复合膜放卷辊(5)、复合辊(6)和涂布机构(7)，其中复合辊(6)安装在行走支架(4)的可调滑块上，复合辊(6)与基台(2)之间的距离通过可调滑块进行调节；复合辊(6)位于复合膜放卷辊(5)下方且两者轴向转动，涂布机构(7)位于复合辊(6)前端；当所述复合膜放卷辊(5)将复合膜(12)放下，所述复合膜(12)绕过复合辊(6)后其端部置于基台(2)与复合膜固定机构(3)之间且被固定住；所述行走支架(4)沿基台(1)长度方向移动，从而带动涂布机构(7)、复合辊(6)和复合膜放卷辊(5)移动；涂布机构(7)移动时在基台(2)的基膜上形成液膜(9)，紧随其后的复合辊(6)将复合膜(12)送至液膜(9)表面，实现液膜(9)与复合膜(12)的复合。2.根据权利要求1所述的台式涂布复合设备，其特征在于，还包括复合膜展平辊(8)，所述复合膜展平辊(8)与复合膜放卷辊(5)同步驱动，用于复合膜(12)放出后进行展平。3.根据权利要求2所述的台式涂布复合设备，其特征在于，所述复合膜展平辊(8)设置在复合辊(6)上方，且位于复合膜放卷辊(5)的前方。4.根据权利要求2所述的台式涂布复合设备，其特征在于，所述复合膜展平辊(8)为硅胶展平辊、弧度辊或螺纹展平辊；所述复合膜展平辊(8)通过伺服电机驱动；所述复合膜放卷辊(5)采用气胀轴形式以利于夹紧复合膜卷芯，且通过伺服电机、恒力蜗磺调节放卷张力。5.根据权利要求1所述的台式涂布复合设备，其特征在于，所述行走支架上安装有可调横梁(14)；所述可调横梁(14)上可拆卸地安装有涂布机构(7)；所述行走支架(4)还包括固定在基台(2)两端的安装架，用于可拆卸地安装放卷辊(5)、复合辊(6)，且复合辊(6)和复合膜放卷辊(5)可轴向转动，安装架前端设置有可调横梁(14)。6.根据权利要求1所述的台式涂布复合设备，其特征在于，所述涂布机构(7)为狭缝挤出涂布头、线棒或刮刀；所述狭缝挤出涂布头或刮刀安装在行走支架(4)的可调横梁(14)上，所述线棒安装在行走支架(4)相应孔位上。7.根据权利要求1所述的台...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑虓，王世华，张晶，
申请(专利权)人：北京清驰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：