[發明專利]一種用于高強高模碳化硅纖維的上漿方法

有效

• 申請號: 202010535578.2
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111704478B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 張新元;楊明杰;張元;尉寄望;王海濤
• 申請（專利權）人: 陜西元豐紡織技術研究有限公司
• 主分類號: D06M15/55
• 分類號: D06M15/55;C04B41/84;C04B41/83
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 韓玙

本發明公開了一種用于高強高模碳化硅纖維的上漿方法，上漿劑調配：將去離子水、環氧樹脂類漿料和親水性柔軟劑以質量比為26～28：4～6：1～3混合攪拌均勻，得到上漿劑；預烘燥：開啟烘箱，將溫度上升至100℃～130℃；上漿：將碳化硅纖維纏繞在紗筒，經上漿輥進入漿槽，將上漿劑倒入漿槽內對碳化硅纖維進行上漿處理，得到上漿纖維；將上漿纖維經烘箱烘燥后，通過張力控制器、導輥卷繞在繞紗筒上。解決了現有技術中存在的碳化硅纖維在上漿過程中易發毛、斷裂，上漿劑不適配的問題。

技術領域

本發明屬于纖維增強復合材料預制體制備技術領域，具體涉及一種用于高強高模碳化硅纖維的上漿方法。

背景技術

碳化硅纖維是以有機硅化合物為原料經紡絲、碳化或氣相沉積而成的無機纖維，同時也是一種性能優異的陶瓷纖維。目前，碳化硅纖維在單絲制備成束時已經過一次上漿，但僅能實現纖維的順利卷繞，形成一定規格的卷裝。由于碳化硅纖維的模量高、單絲直徑粗、集束性差，特別是纖維的勾結強力極低、易脆斷，在預制體制備過程中纖維束因摩擦而起毛、斷裂，不能滿足后續纖維預制體的制備要求。所以碳化硅纖維的二次上漿成為了碳化硅纖維預制體制備的難點和關鍵。

目前，采用傳統的上漿工藝和上漿劑對高強高模、勾結強度極低的碳化硅纖維進行二次上漿仍然存在許多問題：

(1)、碳化硅纖維具有高強高模、單絲直徑粗、集束性差、纖維勾結強力極低、易脆斷的特性，在上漿過程中碳化硅纖維束與纖維束、纖維束與導輥和壓輥之間因摩擦引起發毛、斷裂；(2)、傳統的上漿工藝是將成千上萬根紗線整經后卷繞在經軸上，然后再進行批量化上漿；這就要求每個卷裝的紗線長度要在上千米甚至上萬米以上，且在上漿過程中成千上萬根紗線同時經導輥進入漿槽和烘箱；但是，目前國產碳化硅纖維的卷裝長度只有500m～530m，無法使用傳統的分條整經或分批整經的方式整經后上漿；而且在批量化上漿過程中紗線與紗線、紗線與導輥間摩擦較大，且為滑動摩擦，容易使碳化硅纖維束發毛和脆斷，造成巨大浪費；(3)、傳統的上漿劑是由多種化學助劑復配而成，其成分由紗線性能確定；對于碳化硅纖維而言，目前尚無確定的化學助劑。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于高強高模碳化硅纖維的上漿方法，解決了現有技術中存在的碳化硅纖維在上漿過程中易發毛、斷裂，上漿劑不適配的問題。

本發明所采用的技術方案是一種用于高強高模碳化硅纖維的上漿方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、上漿劑調配

將去離子水、環氧樹脂類漿料和親水性柔軟劑以質量比為26～28：4～6：1～3混合攪拌均勻，得到上漿劑，備用；

步驟2、預烘燥

開啟烘箱，將溫度上升至100℃～130℃；

步驟3、上漿

將碳化硅纖維纏繞在紗筒，經上漿輥進入漿槽，將上漿劑倒入漿槽內對碳化硅纖維進行上漿處理，得到上漿纖維；

步驟4、將上漿纖維經烘箱烘燥后，通過張力控制器、導輥卷繞在繞紗筒上。

本發明的特點還在于：

步驟1中，環氧樹脂類漿料是含固率為50％的MU系列漿料。

步驟1中，親水性柔軟劑為有機硅或甘油。

碳化硅纖維的相關參數如下：

纖維線密度為200±5tex，纖維拉伸強度≥2.30Gpa，彈性模量≥270Gpa，斷裂伸長率≥1.0％。

烘箱為熱吹風式烘干機。

上漿輥、導輥均為滾動導輥。

本發明的有益效果是：