[發明專利]聚丙烯腈碳纖維上漿、干燥和定型裝置

有效

• 申請號: 201310270466.9
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103334246A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 李輝;胡培賢;范軍亮;王偉;李春紅;王平;倪楠楠;溫月芳;楊永崗
• 申請（專利權）人: 中簡科技發展有限公司
• 主分類號: D06B3/04
• 分類號: D06B3/04;D06B15/09;D06C7/02
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 何學成

技術領域

本發明屬于聚丙烯腈碳纖維生產裝置，特別涉及一種聚丙烯腈碳纖維的上漿、干燥和定型裝置。

背景技術

聚丙烯腈碳纖維具有優異的力學性能，在航空領域、體育休閑用品及軍用和民用高科技領域得到廣泛應用，在新興工業領域如高速列車、風電葉片、電纜支撐芯等領域的應用也越來越廣泛，已經成為余杭飛行器向輕質、高性能和高可靠性方向發展的重要物質保障及技術推動力，屬于軍民兩用的高科技新材料。

聚丙烯碳纖維制備過程中包括原料聚合、紡絲、預氧化、炭化、表面處理、上漿及干燥等過程。上漿及干燥是碳纖維制備過程中的最后一道工序，上漿的目的是富裕碳纖維集束性、耐磨性、抗吸水性等，便于碳纖維后續的應用。

碳纖維的上漿均勻性、碳纖維絲束的寬度及外表形態對碳纖維后續應用有重要的影響。如果碳纖維上漿量不均勻、碳纖維絲束的寬窄和外表形態不規整，在將其制造成預浸料或編織成織物時，其工藝性會比較差，預浸料和編織物的形態難以精確控制，進而影響最終符合材料的性能，目前的國產碳纖維，尤其是大于12K的國產碳纖維，上述問題非常突出，已經成為制約國產碳纖維質量的一個重要因數。

此外，目前國內常用的碳纖維上漿干燥設備比較落后，能耗大，污染嚴重，干燥爐入口的氣流不能合理控制，在上漿過程中碳纖維易收到外界空氣污染，同時干燥爐內的含濕氣體會從爐口排出，影響生產環境。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，本發明設計了一種上漿均勻，絲束形態好，在上漿干燥過程中減少空氣對碳纖維的污染，同時也改善了工作環境，提高了工人工作的舒適度。

本發明通過以下技術方案實現：

聚丙烯腈碳纖維上漿、干燥和定型裝置，其特征在于：包括對碳纖維上漿的上漿裝置、對上漿后的碳纖維干燥的干燥裝置以及對干燥后的碳纖維進行定型的定型裝置，所述的上漿裝置包括盛放漿液的上漿槽，上漿槽的外側設置有循環管路，循環管路的一端與上漿槽的底部連接，另一端與上漿槽的上邊緣連接，循環管路上設置有循環泵；上漿槽內設置有部分浸潤在漿液中的導向輥和全部浸潤在漿液中的浸沒輥，在上漿槽的出口邊緣延伸設置有回流板，所述的回流板上方固定有空氣吹掃器。

本發明通過設置的循環管路和循環泵來對上漿液進行實時的循環，保證上漿槽內的上漿液的均勻性，導向輥部分浸潤始終保持上漿液的浸潤，防止了上漿液在導向輥的表面形成脫乳，形成脫乳后上漿液中的環氧樹脂組份會粘結在輥面閃，碳纖維通過時會形成繞絲，影響后續的生產，設置的空氣吹掃器能夠吹走碳纖維表面多余的上漿液，使碳纖維表面漿液的均勻性得以提高，回流板用于對吹下的漿液繼續回收，使漿液回流到上漿槽內。

所述的干燥裝置包括干燥爐體，干燥爐體的一側設置有進口，對應的另一側設置有出口，所述的干燥爐體內被分割成多個干燥區，各個干燥區中間相互連通，在靠近出口的干燥爐體的頂部設置有干燥氣體入口，在靠近入口的干燥爐體的頂部設置有含濕氣體出口，所述的每個干燥區都設置有熱風循環管裝置，所述的熱風循環裝置包括連通干燥區上部和下部的熱風循環管路，所述的熱風循環管路上設置有熱風循環風機以及對熱風進行加熱的加熱器，本發明干燥氣體流動的里程長，干燥裝置最大效率的發揮了干燥氣體的作用，每個干燥區設置的熱風循環管路和管路上的加熱器用于保持熱風的溫度，從而保持干燥效果。

所述的干燥裝置還包括連接進口和出口連接的調節風道，所述的調節風道上設置有將風從出口吹向入口的調節風機，調節風機上設置有控制調節風機風速流量的調節控制器，由于含濕氣體從第一干燥區排出時，第一干燥區會處于負壓狀態，第三干燥區區域正壓狀態，這樣外界的不潔凈的空氣就會從纖維入口進入干燥爐內，污染碳纖維，而且第三干燥區中含有一定濕度的熱氣也會從纖維出口排出進入工作環境中，對環境造成了污染，也浪費了一部分熱量，設置的調節風道，通過調節調節風機的工作狀態，使纖維入口沒有不潔凈空氣進入爐內和纖維出口沒有含濕氣體進入工作環境中，繼而保證了碳纖維干燥的質量和工作環境的清潔度。

每個干燥區的上部設置有空氣分配腔，空氣分配腔下方設置有第一空氣分配板和第二空氣分配板，以及設置在干燥區下部的空氣回流板，所述的第一空氣分配板上的均布設置有多個通風孔，所述的通風孔的直徑從左到右依次變大。設置的第一空氣分配板通過通風孔大小的變化來調節整個干燥區的風速的均勻性。