[實用新型]一種碳纖維PAN原絲離子溶液預處理裝置

有效

• 申請號: 201922112607.X
• 申請日: 2019-12-01
• 公開（公告）號: CN211645460U
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 陳佳宇
• 申請（專利權）人: 陳佳宇
• 主分類號: D01F9/22
• 分類號: D01F9/22;D01F9/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種碳纖維PAN原絲離子溶液預處理裝置，包括清洗槽、離子溶液浸漬槽、驅動裝置和預氧化爐，原絲先通過清洗槽，再進入浸漬槽，然后經驅動裝置牽引進入到預氧化爐中。浸漬槽和驅動裝置之間設有熱輥干燥裝置，預氧化爐包括第一預氧化爐和第二預氧化爐，第一預氧化爐由一號爐區和二號爐區構成，第二預氧化爐由三號爐區和四號爐區構成。本實用新型采用離子溶液作為碳纖維的浸漬劑，能夠使碳纖維在較低的溫度下達到穩定的結構；實現對碳纖維PAN原絲的預處理，大幅降低了碳纖維的生產制造成本。本實用新型不僅節省生產場地，方便生產，而且能夠降低生產成本，提高產品質量。

技術領域

本實用新型涉及碳纖維生產技術領域，具體是一種碳纖維PAN原絲離子溶液預處理裝置。

背景技術

碳纖維是含碳量高于92％的無機高分子纖維，其中含碳量高于99％的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小，耐腐蝕性好，纖維的密度低。用碳纖維復合的工程材料優于金屬材料，其抗拉強度高于鋼材的3-4倍，耐疲勞高2倍，重量比鋼材輕3-4倍，熱膨脹小4-5倍；石墨纖維可以做到零變異。碳纖維被廣泛應用于航天航空、高速軌道交通、體育用品、化工機械、紡織機械等領域。

傳統的碳纖維碳化生產工藝包括放絲工序、氧化工序、低溫碳化工序、高溫碳化工序、表面處理工序、水洗工序、熱輥干燥工序；上漿工序、水平干燥工序、第二熱輥干燥工序和收絲工序。傳統的預浸料生產工藝包括放絲工序、展紗工序、熱壓含浸工序、冷卻工序、覆膜工序、栽切工序和收卷工序。

碳纖維材料高昂的制造成本中很大一部分來自碳纖維生產中的能耗和碳纖維原絲。預氧化是碳纖維經歷的第一個關鍵步驟，碳纖維絲束經過預氧化后形成穩定的結構，并為之后的碳化工序做準備。傳統的碳纖維生產成本高，工藝復雜，不僅生產效率低，而且產品質量不穩定。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種碳纖維PAN原絲離子溶液預處理裝置，采用離子溶液作為碳纖維的浸漬劑，使碳纖維在較低的溫度下達到穩定結構；實現對碳纖維PAN原絲的預處理，大幅降低了碳纖維的生產制造成本。

本實用新型的目的是通過采用以下技術方案來實現的：

一種碳纖維PAN原絲離子溶液預處理裝置，所述預處理裝置包括依次設置的油劑清洗槽、離子溶液浸漬槽、驅動裝置和預氧化爐，碳纖維PAN原絲先通過油劑清洗槽，再進入離子溶液浸漬槽，然后經驅動裝置牽引進入到預氧化爐中。

作為本實用新型的優選技術方案，所述離子溶液浸漬槽和驅動裝置之間設有熱輥干燥裝置。

作為本實用新型的優選技術方案，所述預氧化爐包括第一預氧化爐和第二預氧化爐，所述第一預氧化爐由一號爐區和二號爐區構成，第二預氧化爐由三號爐區和四號爐區構成。

作為本實用新型的優選技術方案，所述油劑清洗槽內放置乙醇溶液。

作為本實用新型的優選技術方案，所述離子溶液浸漬槽內放置1-丁基-3- 甲基咪唑乙酸離子溶液。

本實用新型的有益效果是：相對于現有技術，本實用新型采用離子溶液作為碳纖維的浸漬劑，能夠使碳纖維在較低的溫度下達到穩定的結構；實現對碳纖維PAN原絲的預處理，大幅降低了碳纖維的生產制造成本。本實用新型不僅節省生產場地，方便生產，而且降低生產成本，提高產品質量。

附圖說明

圖1是本實用新型預處理裝置的結構示意圖。

圖2是本實用新型的生產工藝流程圖。

圖3是三種碳纖維原絲采用不同工藝反應后的預氧絲體密度圖。

圖4是本實用新型離子溶液的化學結構圖。