[发明专利]回收碳纤维成型用设备和成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维材料技术领域，尤其涉及回收碳纤维成型用设备和成型方法。

背景技术

碳纤维作为一种轻质高强的高性能材料而被广泛应用于航天航空、汽车、建筑、铁路、通讯、医药器材等行业。随着新型飞机和汽车的大量投产及日常生活中“低碳”观念的普及，碳纤维的需求量正在逐年大幅度增加。但碳纤维复合材料的广泛使用，也产生了大量的边角料和废弃料，一方面这些边角料和废弃料等，给环境保护带来了巨大压力；另一方面，复合材料中含有的高价值碳纤维成分，如果简单的进行焚烧等处理，也会造成资源的浪费。因此，碳纤维的回收利用是一个极具吸引力的市场，它不仅以经济影响为向导，同样由于其对环境的正面影响而受到各国政府的关注。

近年来，高温分解法、催化分解法、流化床分解法、超临界处理法等多种碳纤维复合材料的回收工艺和技术不断发展，回收得到的碳纤维性能保持率也得到了大大的提高。但是由于碳纤维复合材料边角料和废弃料的形状不一，上述方法得到的回收碳纤维多为长度不一的短纤维，这给回收碳纤维的再应用带来了很大的困难。

目前，现有技术中关于回收碳纤维的成型和应用技术专利较少。如申请号为CN01107639.9的中国专利公开了一种短纤维增强复合材料的浆状模塑成型方法，将短纤维和水溶性树脂基体在作为介质的水中混合制成浆料，再通过真空吸塑，然后干燥再经热压定型得到制品。专利号为US20130071628Al的美国专利也提出，将短切碳纤维制成混合溶液，然后吸附形成瓦楞型结构的预成型体。这些方法均使用水或溶剂作为介质，真空吸附后需对水或溶剂进行干燥或脱出处理，后处理繁琐。

现有技术也公开了多种成型纤维材料的装置，能够简单的实现纤维材料的成型，如申请号为201280001576.9的专利公开了一种用于成型纤维材料的装置，但该装置不适用于回收碳纤维材料的成型加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回收碳纤维成型用的设备和成型方法，本发明提供的设备能够以回收碳纤维为原料，得到回收碳纤维预成型体，从而得到相应的回收碳纤维产品或零件，本发明提供的方法工艺简洁，容易操作。

本发明提供了一种回收碳纤维成型的设备，包括气流供应循环系统、气流分散器、吸附成型器和施胶装置；

所述气流分散器的底部设置有高压进气口，所述气流分散器的顶部设置有混合气流出口，所述气流分散器的侧壁设置有回收碳纤维进料口；

所述气流分散器的高压进气口与所述气流供应循环系统的出口相连，所述气流分散器的混合气流出口与所述吸附成型器的进口相连；

所述吸附成型器上设置有气体出口，所述气体出口为负压抽气口，所述负压抽气口与所述气流供应循环系统的进气口相连；

所述施胶装置的出口与所述吸附成型器的胶液进口相连。

优选的，还包括混合气流输送装置，所述混合气流输送装置的入口与所述气流分散器的混合气流出口相连；

所述混合气流输送装置的出口与所述吸附成型器的进口相连。

优选的，所述吸附成型器包括成型器壳体和设置在所述成型器壳体中的吸附成型模具；

所述负压抽气口设置于所述成型器壳体的侧壁或底部，所述负压抽气口与所述吸附成型模具的气体出口相连通。

优选的，所述吸附成型模具包括连接套管和一端与所述连接套管可旋转连接的模具头；

所述连接套管的出口与所述负压抽气口相连。

优选的，所述模具头上设置有吸附定型网面，所述吸附定型网面上网孔的直径为0.1mm～1mm。

优选的，所述施胶装置为喷雾施胶系统；

所述喷雾施胶系统包括喷雾喷头、胶液输送管、胶液泵和胶液储罐；

所述喷雾喷头与所述吸附成型器的胶液进口相连，用于对吸附成型器吸附的回收碳纤维进行喷胶。

优选的，喷雾喷头设置于所述吸附成型器的内部，所述喷雾喷头与所述吸附定型网面的距离为5cm～20cm。

本发明提供了一种回收碳纤维成型方法，包括以下步骤：

在气流的作用下，将回收碳纤维进行分散；

将分散后的回收碳纤维吸附在模具表面，得到回收碳纤维预成型体；

在所述吸附的过程中，向吸附在所述模具表面的回收碳纤维上施胶。

优选的，所述施胶采用的胶液为包括胶质和溶剂的溶液或分散液；

所述胶质包括环氧树脂、聚氨酯、变性淀粉、聚乙烯醇和马来酸中的一种或几种的混合物；

所述溶剂为水、乙醇或丙酮。