[發明專利]一種碳纖維原絲上油裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 201810233286.6
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108517573A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 劉金水;李保六;李益;張仕杰;葉崇
• 申請（專利權）人: 湖南東映碳材料科技有限公司
• 主分類號: D01D5/096
• 分類號: D01D5/096
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 吝秀梅

本發明公開了一種碳纖維原絲上油裝置及其使用方法，碳纖維原絲上油裝置包括油槽、油泵、液體流量計、導管、霧化裝置及負壓冷凝裝置。油泵將油槽中的油劑穩定抽到導管并分成四支油路，每一油路設置液體流量計，油劑經流量計計量后由導管連接到霧化裝置霧化，霧化裝置設置在環形的金屬腔內，霧化裝置出口與環形金屬腔軸垂直，環形的金屬腔在上油過程中沿軸可來回旋轉360^o，金屬腔的上端口有微負壓的吸風口，可將多余的霧化氣體吸附進去并冷凝成液態油劑重復使用。本發明可以實現纖維表面均勻上油，每段纖維的上油率一致，并可減少由于摩擦而產生的毛絲，油劑損耗少且環保安全。

技術領域

本發明涉及炭纖維生產設備領域，尤其涉及到一種碳纖維原絲上油裝置。

技術背景

由于炭纖維的高比強度、高比模量、比重小、高熱穩定性、高導電性、抗腐蝕性和耐燒蝕等特性，是一種理想的功能材料和結構材料，廣泛的運用到船舶業、建筑業、風力發電及航天航空等領域。國外一些發達國家通過多年的技術積累和發展，炭纖維的生產技術及其相關生產設備均已實現工業化，但炭纖維原料的精制、熔融紡絲、預氧化爐及高溫熱處理等關鍵設備及技術對我國實行嚴格的封鎖和禁運。近年來，我國雖在炭纖維領域取得一定的研究成果，但是還處于研究開發階段，關鍵技術及設備和生產工藝還亟待突破和完善。在熔融紡絲過程中，碳纖維原絲上油工藝影響上油的均勻性，而原絲上油的質量會影響最終產品的品質，而現有文獻報道的上油方式以油輪或油嘴上油方式為主，油輪或油嘴上附著油劑，碳纖維原絲從油輪或油嘴表面經過，從而原絲表面黏附油劑，但是這種方式碳纖維原絲和油輪或油嘴存在較大摩擦，導致紡絲過程中斷絲或者造成纖維表面缺陷，而且油輪或油嘴表面前后附著油劑不一致從而導致原絲的上油率不均勻，造成原絲的品質下降，無法滿足實際需求。

發明內容

本發明的目的是針對現有的上油設備存在的問題，提供一種上油方法簡單、安全環保的碳纖維原絲上油裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術設計方案是：

一種碳纖維原絲上油裝置，由油槽、油泵、液體流量計、導管、霧化裝置及負壓冷凝裝置組成。油泵將油槽中的油劑穩定抽到導管并分成四支油路，每一油路設置液體流量計，油劑經流量計計量后進入到霧化裝置霧化，霧化裝置設置在環形的金屬腔內，霧化裝置的出口與環形金屬腔軸垂直，環形的金屬腔可沿軸360°旋轉，金屬腔的上端口有微負壓的吸風口，可將多余的霧化氣體吸附進去并冷凝成液態油劑重復使用。

本發明所述的霧化裝置將液體霧化成顆粒尺寸為0.5～5μm。

本發明所述的吸風口形成的微負壓為-0.015～-0.02MPa。

所述的四支油路平均分布在霧化室的四周，出口高低錯位，高低相間。

一種采用本發明設計的上油裝置進行原絲的上油的方法，對軟化點為280～300℃的萘系合成中間相瀝青進行熔融紡絲。待熔融紡絲溫度達到設計值后開始紡絲，中間相瀝青基碳纖維從噴絲板出來，打開油泵和每段支路的液體流量計，控制流量為20～50ml/min，并開啟環形金屬腔的旋轉電機和負壓吸風裝置，中間相瀝青基碳纖維原絲從金屬腔內通過，再經集束、牽伸、收卷后，得到連續高品質的中間相瀝青基碳纖維原絲。使用上述上油工藝進行中間相瀝青碳纖維原絲上油，斷絲率小于0.2％，每米纖維的上油率為2.3～2.5％wt之間，連續不間斷進行熔融紡絲，并在后期熱處理過程中連續瀝青基纖維未出現融并或大量的毛絲。

本發明相比現有碳纖維原絲上油裝置有如下優點：