本发明涉及纺织领域，尤其涉及一种碳纤维浸渍涂层织物的生产方法。
背景技术：
碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性。同时碳纤维还具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，x射线透过性好以及良好的导电导热性能、电磁屏蔽性等。碳纤维与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。
同时由于碳纤维表面缺乏活性分子基团，导致很难将其单独与其他材料相融合在一起制成对应成品。虽然现有技术有公开采用氧化法或电化学对碳纤维表面进行改性操作，但是这些方法操作都相当复杂，同时改性的均匀度效果不好，导致后期与橡胶黏合的过程中导致粘黏性不均一。本发明就是要解决上述问题，采用机械物理改性的方式在碳纤维表面引入活性基团，从而满足产品的要求。本发明相比于其它化学改性法具有操作简单、浸渍均匀、生产效率高等特点。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种碳纤维浸渍涂层织物的生产方法，以解决现有技术中的碳纤维改性工艺复杂、改性均匀度较差以及浸胶液很难与碳纤维进行浸润等技术问题；
为解决以上技术问题，本发明公开了一种碳纤维浸渍涂层织物的生产方法，包括以下生产步骤：
步骤一、碳纤维基布的制备
将碳纤维用刚性剑杆织机进行编织，制得碳纤维基布；
步骤二、浸胶液的制备
将称量好的环氧树脂、水溶性酚醛树脂、丁吡橡胶、氨水放入盛放有去离子水的反应釜中进行反应，制得浸胶液；
步骤三、浸胶布的制备
在将碳纤维基布引入浸胶液之前，先用浸胶机的前压力辊对碳纤维基布的表面进行机械粗糙处理，然后再将其浸入所述浸胶液中浸渍，依次经过压滤、浸胶挤压辊挤压、高温烘干、拉伸定型、冷却、卷取处理后，得到浸胶帆布。
进一步的，步骤三中前压力辊的辊面均布有突触，浸胶前，带有均匀突触的前压力辊对碳纤维基布进行挤压，使得碳纤维基布表面形成均匀的凹坑。
进一步的，浸渍液中还包括质量浓度为15％的vae乳液和溶解助剂，vae乳液能够使浸胶液快速在碳纤维基布表面成膜，形成分散均匀的涂层。
进一步的，溶解助剂包括纳米三氧化二铝、十二烷基三甲基氯化铵和四丁基溴化铵。纳米三氧化二铝能够很好的填充到碳纤维直接的空隙中，填充碳纤维空隙，提高其机械强度。十二烷基三甲基氯化铵作为高分子表面活性剂，其能够降低分子间的表面张力，促进浸渍液充分混合，不容易聚沉。
进一步的，突触的高度为50～100nm，突触的密度为15～20个/cm2。突触能够使得碳纤维表面形成分布均匀的凹凸区间，这些凹凸区间的距离能够使得碳纤维与浸胶液之前形成分子间作用力以及氢键，能够很好的将浸渍液粘附在碳纤维的表面。
进一步的，前压力辊挤压的压力为1800～2000n，前压力辊的转速为50～80cm/min。
进一步的，步骤三中浸胶挤压辊的压力为600～800n，挤压速度为0.5～0.8m/min，烘箱的温度控制在200～230℃，碳纤维基布的经线密度为180～230根/10cm，纬线密度为50～80根/10cm。
进一步的，浸胶液的重量组分为：
进一步的，为了更好的便于浸胶液分散均匀，步骤三中的浸胶液底部还安装有超声波装置。
本发明公开了一种碳纤维浸渍涂层织物的生产方法，通过采用机械的方式对碳纤维表面进行改性以及使用特殊的浸胶液对其进行涂覆。采用本发明的生产方法制得的碳纤维基布具有浸胶均匀，浸胶粘黏性好、与橡胶粘接力强以及机械强度高等特点。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
实施例1公开了一种碳纤维浸渍涂层织物的生产方法，包括以下生产步骤：
步骤一、碳纤维基布的制备
将碳纤维用刚性剑杆织机进行编织，制得碳纤维基布；
步骤二、浸胶液的制备
将称量好的环氧树脂、水溶性酚醛树脂、丁吡橡胶、氨水放入盛放有去离子水的反应釜中进行反应，制得浸胶液；浸胶液的重量组分为：环氧树脂5份、水溶性酚醛树脂20份、丁吡橡胶50份、氨水2份、去离子水15份。浸渍液中还包括2份质量浓度为15％的vae乳液和1份溶解助剂，溶解助剂包括纳米三氧化二铝、十二烷基三甲基氯化铵和四丁基溴化铵。
步骤三、浸胶布的制备
在将碳纤维基布引入浸胶液之前，先用浸胶机的前压力辊对碳纤维基布的表面进行机械粗糙处理，然后再将其浸入浸胶液中浸渍，依次经过压滤、浸胶挤压辊挤压、高温烘干、拉伸定型、冷却、卷取处理后，得到浸胶帆布。浸胶挤压辊的压力为600n，挤压速度为0.5m/min，烘箱的温度控制在200℃，碳纤维基布的经线密度为180根/10cm，纬线密度为50根/10cm。
对碳纤维基布的表面进行机械粗糙处理是在前压力辊的辊面上均布有突触，浸胶前，带有均匀突触的前压力辊对碳纤维基布进行挤压，碳纤维基布表面形成均匀的凹坑，使其表面变得粗糙，突触的高度为50nm，突触的密度为15个/cm2。前压力辊挤压的压力为1800n，前压力辊的转速为50cm/min。为了更好的便于浸胶液分散均匀，步骤三中的浸胶液底部还安装有超声波装置。将本实施例中制得的碳纤维基布用浸胶仪进行测试，浸胶量为5.7％，胶层厚度为0.3mm，浸胶充分，已经完全达到了工业帆布的使用要求。
实施例2
实施例2公开了一种碳纤维浸渍涂层织物的生产方法，包括以下生产步骤：
步骤一、碳纤维基布的制备
将碳纤维用刚性剑杆织机进行编织，制得碳纤维基布；
步骤二、浸胶液的制备
将称量好的环氧树脂、水溶性酚醛树脂、丁吡橡胶、氨水放入盛放有去离子水的反应釜中进行反应，制得浸胶液；浸胶液的重量组分为：环氧树脂7份、水溶性酚醛树脂25份、丁吡橡胶60份、氨水3份、去离子水20份。浸渍液中还包括3份质量浓度为15％的vae乳液和1份溶解助剂，溶解助剂包括纳米三氧化二铝、十二烷基三甲基氯化铵和四丁基溴化铵。
步骤三、浸胶布的制备
在将碳纤维基布引入浸胶液之前，先用浸胶机的前压力辊对碳纤维基布的表面进行机械粗糙处理，然后再将其浸入浸胶液中浸渍，依次经过压滤、浸胶挤压辊挤压、高温烘干、拉伸定型、冷却、卷取处理后，得到浸胶帆布。浸胶挤压辊的压力为700n，挤压速度为0.6m/min，烘箱的温度控制在210℃，碳纤维基布的经线密度为200根/10cm，纬线密度为60根/10cm。
对碳纤维基布的表面进行机械粗糙处理是在前压力辊的辊面上均布有突触，浸胶前，带有均匀突触的前压力辊对碳纤维基布进行挤压，碳纤维基布表面形成均匀的凹坑，使其表面变得粗糙，突触的高度为70nm，突触的密度为20个/cm2。前压力辊挤压的压力为2000n，前压力辊的转速为60cm/min。为了更好的便于浸胶液分散均匀，步骤三中的浸胶液底部还安装有超声波装置。本实施例中制得的碳纤维基布用浸胶仪进行测试，浸胶量为4.3％，胶层厚度为0.25mm，浸胶量良好。
实施例3
实施例3公开了一种碳纤维浸渍涂层织物的生产方法，包括以下生产步骤：
步骤一、碳纤维基布的制备
将碳纤维用刚性剑杆织机进行编织，制得碳纤维基布；
步骤二、浸胶液的制备
将称量好的环氧树脂、水溶性酚醛树脂、丁吡橡胶、氨水放入盛放有去离子水的反应釜中进行反应，制得浸胶液；浸胶液的重量组分为：环氧树脂9份、水溶性酚醛树脂30份、丁吡橡胶70份、氨水3份、去离子水35份。浸渍液中还包括3份质量浓度为15％的vae乳液和1份溶解助剂。溶解助剂包括纳米三氧化二铝、十二烷基三甲基氯化铵和四丁基溴化铵。
步骤三、浸胶布的制备
在将碳纤维基布引入浸胶液之前，先用浸胶机的前压力辊对碳纤维基布的表面进行机械粗糙处理，然后再将其浸入浸胶液中浸渍，依次经过压滤、浸胶挤压辊挤压、高温烘干、拉伸定型、冷却、卷取处理后，得到浸胶帆布。浸胶挤压辊的压力为800n，挤压速度为0.8m/min，烘箱的温度控制在230℃，碳纤维基布的经线密度为230根/10cm，纬线密度为80根/10cm。
对碳纤维基布的表面进行机械粗糙处理是在前压力辊的辊面上均布有突触，浸胶前，带有均匀突触的前压力辊对碳纤维基布进行挤压，碳纤维基布表面形成均匀的凹坑，使其表面变得粗糙，突触的高度为100nm，突触的密度为20个/cm2。前压力辊挤压的压力为2000n，前压力辊的转速为80cm/min。为了更好的便于浸胶液分散均匀，步骤三中的浸胶液底部还安装有超声波装置。本实施例中制得的碳纤维基布用浸胶仪进行测试，浸胶量为5.5％，胶层厚度为0.18mm，浸胶量良好。
通过以上实施例中对碳纤维帆布的测试，可以看出浸胶液对于碳纤维帆布具有了较好的浸胶效果，全部达到了工业用布对碳纤维吸胶量为3％的要求指标。同时由于vae乳液的存在使得浸胶液在碳纤维帆布表面分散均匀，成膜性较好。