碳纤维上浆装置的制作方法

本实用新型涉及碳纤维生产
技术领域：
，具体涉及一种碳纤维上浆量均一性的装置。
背景技术：
：碳纤维具有优异的力学性能，在航空领域、体育休闲用品及军用和民用高科技领域得到广泛应用，在新兴工业领域如高速列车、风电叶片、电缆支撑芯等领域的应用也越来越广泛，已经成为余杭飞行器向轻质、高性能和高可靠性方向发展的重要物质保障及技术推动力，属于军民两用的高科技新材料。为了赋予碳纤维的集束性、耐磨性、抗吸水性等，便于碳纤维与其它复合材料更好的结合，在碳纤维的生产制造过程中，通常会对碳纤维进行上浆处理。即在其表面包覆一层上浆剂，不仅具有减少纤维起毛断丝、使纤维成束、改善工艺性并起到保护碳纤维的作用，还有改善碳纤维与其它复合材料基体界面接触并发生物理化学的相互作用。碳纤维制备过程中包括预氧化、炭化、表面处理、上浆及干燥等工序过程，上浆是碳纤维和石墨纤维生产过程中一道重要的工序，同时碳纤维上浆剂含量是评价上浆工艺的一项重要指标，通常其质量百分数控制在0.6%～2.0%之间，这不仅取决于上浆剂种类及碳纤维和石墨纤维品种规格，也关联上浆方式和上浆部位。碳纤维的上浆均匀性对碳纤维后续应用有重要的影响。若碳纤维上浆量不均匀，在将其制成预浸料或编织物时，工艺性差，预浸料和编织物的形态难以精确控制，进而影响最终复合材料的性能。目前，碳纤维上浆采用滚筒法、浸渍法和喷淋法等方式，一些特殊领域上浆量均一性要求严格，其CV值必须控制在±0.1%～±2.0%范围内，而普遍采用浸渍法无法满足上述要求，若使用泵进行循环，耐高温的上浆剂乳液极易破乳，不但影响上浆效果，还大大地降低其使用周期，增加生产成本，更制约了碳纤维生产技术的研发。技术实现要素：本实用新型的目的是：针对现有技术的不足，设计一种碳纤维上浆装置，可以有效地提高碳纤维表面上浆量的均一性，使上浆浓度更易控制，解决上浆槽内上浆液浓度不均匀，产品批次间上浆量差异性大等问题。实现本实用新型目的所采取的技术方案是：它包括上浆飞盘、传动电机、储料箱及加料管，设置在上浆槽内两侧的传动辊中间、碳纤维丝束上方，上浆飞盘经吊架固定在上浆槽上方，传动电机经传动轴安装在上浆飞盘中心；在上浆飞盘上平面上，从上浆飞盘中心向外辐射状均匀设置有V形导流槽，在每个V形导流槽末端都有一个向下的通孔；储料箱设置在上浆飞盘旁边，加料管一端连接在储料箱底部，另一端引向上浆飞盘中心位置。本实用新型的积极效果是：结构简单，操作维修方便；可根据纤维运行数量计算上浆剂的消耗量，控制储料箱阀门的开度，使纤维带走的浆液量和补加浆液量保持动态平衡，保证上浆槽内浆液浓度的稳定性；采用可调速的电机控制飞盘，浆液在离心力的作用下，被均匀地抛洒到上浆槽内，既避免了上浆液的破乳化现象，又保证了上浆槽内的上浆液的均匀性。附图说明图1为本实用新型工作示意图；附图2为本实用新型的上浆飞盘结构示意图。具体实施方式本实用新型如附图1、2所示，它包括上浆飞盘4、传动电机3、储料箱2及加料管6，设置在上浆槽8内两侧的传动辊5中间、碳纤维丝束1上方，上浆飞盘4经吊架固定在上浆槽8上方，传动电机3经传动轴7安装在上浆飞盘4中心；在上浆飞盘4上平面上，从上浆飞盘4中心向外辐射状均匀设置有V形导流槽10，V形导流槽10的角度45～75度，在每个V形导流槽10末端都有一个向下的通孔9；储料箱2设置在上浆飞盘4旁边，加料管6一端连接在储料箱2底部，另一端引向上浆飞盘4中心位置。应用实施例1未上浆的12K碳纤维50束,在辊面上按间隔8mm均匀排列，上浆剂原乳液有效成分的浓度为45%，纤维的上浆量要求控制在1.0%～1.2%范围内。纤维束通过如图1所示的上浆系统进行上浆。所述上浆方法的步骤如下:步骤一：使用自动配料系统配制浓度3.0%的上浆剂；步骤二：使用飞盘进行补加，控制飞盘的转速60r/min，控制补加速度7.5kg/h;步骤三：使用表面张力控制器（本企业的另外一项实用新型专利）将纤维携带的多余浆液回流至上浆槽内，上浆后的碳纤维进入下一道工序。应用实施例2未上浆的12K碳纤维50束,在辊面上按间隔8mm均匀排列，上浆剂原乳液有效成分的浓度为45%，纤维的上浆量要求控制在1.8%～2.0%范围内。纤维束通过如图1所示的上浆系统进行上浆。所述上浆方法的步骤如下:步骤一：使用自动配料系统配制浓度5.0%的上浆剂；步骤二：使用飞盘进行补加，控制飞盘的转速60r/min，控制补加速度10kg/h;步骤三：使用表面张力控制器将纤维携带的多余浆液回流至上浆槽内，上浆后的碳纤维进入下一道工序。对比例1未上浆的12K碳纤维50束,在辊面上按间隔8mm均匀排列，上浆剂原乳液有效成分的浓度为45%，纤维的上浆量要求控制在1.0%～1.2%范围内。纤维束通过如图1所示的上浆系统进行上浆。所述上浆方法的步骤如下:步骤一：使用自动配料系统配制浓度3.0%的上浆剂；步骤二：不使用飞盘进行补加，控制飞盘的转速0r/min，分次进行补加，补加速度为7.5kg/h;步骤三：使用表面张力控制器将纤维携带的多余浆液回流至上浆槽内，上浆后的碳纤维进入下一道工序。对比例2未上浆的12K碳纤维50束,在辊面上按间隔8mm均匀排列，上浆剂原乳液有效成分的浓度为45%，纤维的上浆量要求控制在1.0%～1.2%范围内。纤维束通过如图1所示的上浆系统进行上浆。所述上浆方法的步骤如下:步骤一：不使用自动配料系统，人工配制浓度3.0%的上浆剂；步骤二：不使用飞盘进行补加，控制飞盘的转速0r/min，分次进行补加，补加速度为7.5kg/h;步骤三：不使用表面张力控制器，上浆后的碳纤维进入下一道工序。测试结果如下表所示：纤维位置实施例1实施例2对比例1对比例2左1.121.921.181.22中1.111.901.051.13右1.141.911.151.24由上表可知，实施例1、2上浆量控制优于对比例1、2。当前第1页1 2 3