[發明專利]具有防并絲干燥裝置的碳纖維上漿系統及上漿干燥工藝

在審

• 申請號: 202111528472.0
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114182452A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 李軍;齊志軍;鄒海威;袁明明;董明義;白松;溫廷佩;雷鳴;宋立志;張超
• 申請（專利權）人: 榮成碳纖維科技有限公司
• 主分類號: D06B1/02
• 分類號: D06B1/02;D06B23/20;D06B23/02;D06B15/09
• 代理公司: 北京怡豐知識產權代理有限公司 11293
• 代理人: 于振強;劉興祿

本發明涉及一種具有防并絲干燥裝置的碳纖維上漿系統及上漿干燥工藝，其解決了現有碳纖維上漿后并絲黏連導致成品碳纖維的毛絲多、絲幅寬度不均勻以及上漿量不均的技術問題，其設有上漿槽，所述上漿槽上部依次裝設有噴淋管、壓縮空氣吹掃管和分絲槽輥，所述噴淋管與所述上漿槽連通，所述上漿槽與所述噴淋管之間設有柱塞計量泵；所述上漿槽前后設有導絲輥；所述上漿槽后部設有分層臥式干燥爐，所述分層臥式干燥爐設有熱風循環風機，每層所述分層臥式干燥爐前后兩端均設有導絲輥。本發明可廣泛應用于碳纖維生產領域。

技術領域

本發明涉及碳纖維生產技術領域，特別是涉及一種具有防并絲干燥裝置的碳纖維上漿系統及上漿干燥工藝。

背景技術

碳纖維是一種新型復合材料，具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、傳熱和熱膨脹系數小等優異性能。碳纖維復合材料既可作為結構材料承載負荷，又可作為功能材料發揮作用。因此，近年來碳纖維的應用的發展十分迅速，在航空航天、汽車、能源、建筑、運動器材等眾多領域均得到了廣泛的應用。在碳纖維碳化生產過程中，上漿處理和上漿干燥是非常重要的一道工序，上漿的目的是賦予碳纖維集束性、耐磨性、抗吸水性等，以便于碳纖維的后續應用。

上漿工序直接決定了碳纖維的上漿均勻性、碳纖維絲束的寬度和外表形態，對碳纖維的后續應用有重要的影響。如果碳纖維的上漿量不均勻、碳纖維絲束的寬度和外表形態不規整，那么在將碳纖維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，進而影響最終復合材料的性能。

目前的國產碳纖維上述問題非常突出，在生產過程中大多使用的是浸潤式上漿工藝，對于多余漿劑的去除基本為擠壓輥的方法。浸入式上漿工藝中碳纖維上的毛絲容易在槽內漿液中分散、漂浮，容易吸附在運行的碳纖維中，導致上漿量不均勻，毛絲多等；使用擠壓輥式去除漿劑由于需要使用膠輥與不銹鋼輥進行加力擠壓，則容易損傷碳纖維，導致毛絲的產生。上漿后由于上漿劑具有粘性，由于相鄰位號的纖維距離較近(約為1mm左右)因而會導致上漿后并絲黏連的情況，從而導致成品碳纖維的毛絲多、絲幅寬度不均勻以及上漿量不均等問題。因此，現有的碳纖維上漿工藝已成為制約國產碳纖維質量的一個重要因數。

發明內容

本發明為了解決現有碳纖維上漿后并絲黏連導致成品碳纖維的毛絲多、絲幅寬度不均勻以及上漿量不均的技術問題，提供一種具有防并絲干燥裝置的碳纖維上漿系統及上漿干燥工藝。

本發明提供一種具有防并絲干燥裝置的碳纖維上漿系統，設有上漿槽，所述上漿槽上部依次裝設有噴淋管、壓縮空氣吹掃管和分絲槽輥，所述噴淋管與所述上漿槽連通，所述上漿槽與所述噴淋管之間設有柱塞計量泵；所述上漿槽前后設有導絲輥；所述上漿槽后部設有分層臥式干燥爐，所述分層臥式干燥爐設有熱風循環風機，每層所述分層臥式干燥爐前后兩端均設有導絲輥。

優選地，所述上漿槽上端設有收集漿液的廣口，下端設有過濾漿液中碳纖維毛絲的過濾裝置。

優選地，所述噴淋管設有上漿上噴淋管和上漿下噴淋管，所述上漿上噴淋管和上漿下噴淋管分別布置在碳纖維絲束上下兩面；所述噴淋管沿管道方向開有直線型噴淋縫隙，所述噴淋管噴淋方向與碳纖維絲絲束運行方向夾角為30°至150°。

優選地，所述壓縮空氣吹掃管設有兩個壓縮空氣吹掃管分別布置在碳纖維絲束上下兩面；所述壓縮空氣吹掃管沿管道方向開有直線型吹掃縫隙，所述壓縮空氣吹掃管吹掃方向與碳纖維絲絲束運行方向夾角為30°至150°。

優選地，所述導絲輥為光輥，直徑在200mm-350mm之間，表面光潔度Ra0.2，撓度＜1，圓度＜0.04，圓柱度＜0.05。

本發明還提供一種具有防并絲干燥裝置的碳纖維上漿干燥工藝，其采用上述具有防并絲干燥裝置的碳纖維上漿系統，其包括如下步驟：

(1)配置一定濃度的漿劑，將漿劑攪拌均勻后，開啟柱塞計量泵打入噴淋管道進入上漿槽進行循環上漿；