[发明专利]用于碳纤维的上浆及定型系统和上浆工艺

说明书

本发明公开了一种碳纤维的新型的上浆及定型系统和上浆工艺，该上浆及定型系统包括：上层上浆槽，包括带有夹套的第一温控系统，以及两个不锈钢光辊；下层上浆槽，与上层上浆槽沿竖直方向布置，该下层上浆槽包括带有夹套的第二温控系统以及两个不锈钢光辊；进口展丝系统，上层上浆槽和下层上浆槽的进口处共同连接该进口展丝系统；上层出口展丝系统，连接上层上浆槽的出口；下层出口展丝系统，连接下层上浆槽的出口；进口展丝系统、上层出口展丝系统和下层出口展丝系统均包括平行布置的两支辊，两支辊的两端轴承各置于同一滑道中。本发明的上浆及定型系统和上浆工艺避免了相邻碳丝的黏连，使得碳纤维丝幅宽度和上浆量一致性得到了极大改善。

技术领域

本发明属于碳纤维生产技术领域，具体涉及一种用于碳纤维的上浆及定型系统和上浆工艺。

背景技术

碳纤维是一种新型复合材料，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、传热和热膨胀系数小等优异性能。碳纤维复合材料既可作为结构材料承载负荷，又可作为功能材料发挥作用。因此，近年来碳纤维的应用的发展十分迅速，在航空航天、汽车、能源、建筑、运动器材等众多领域均得到了广泛的应用。在碳纤维碳化中，上浆处理是非常重要的一道工序，上浆的目的是赋予碳纤维集束性、耐磨性、抗吸水性等，以便于碳纤维的后续应用。

上浆工序直接决定了碳纤维的上浆均匀性、碳纤维丝束的宽度和外表形态，对碳纤维的后续应用有重要的影响。如果碳纤维的上浆量不均匀、碳纤维丝束的宽度和外表形态不规整，那么在将碳纤维制造成预浸料或编织成织物时，其工艺性会比较差，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。

目前的国产碳纤维上述问题非常突出，在生产过程中都使用单层和单槽的上浆工艺，所有丝束全部排布在一起进入同一个上浆槽内进行上浆，因而会导致上浆后并丝黏连的情况，从而导致成品碳纤维的毛丝多、丝幅宽度不均匀以及上浆量不均等问题。当前国内碳纤维丝幅宽度为5-6.8mm。因此，现有的碳纤维上浆工艺已成为制约国产碳纤维质量的一个重要因数。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于碳纤维的上浆及定型系统，从而克服现有技术的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于碳纤维的上浆及定型系统，用于碳纤维的上浆处理，该上浆及定型系统包括：上层上浆槽，该上层上浆槽包括带有夹套的第一温控系统，第一温控系统用于调节上层上浆槽内浆剂的温度；以及两个不锈钢光辊，两个不锈钢光辊半浸入浆剂中；下层上浆槽，下层上浆槽与上层上浆槽沿竖直方向布置，下层上浆槽包括带有夹套的第二温控系统，第二温控系统用于调节下层上浆槽内浆剂的温度；以及两个不锈钢光辊，两个不锈钢光辊半浸入浆剂中；进口展丝系统，上层上浆槽和下层上浆槽的进口处共同连接进口展丝系统，进口展丝系统包括平行布置的两支辊，两支辊的两端轴承各置于同一滑道中；上层出口展丝系统，上层出口展丝系统连接上层上浆槽的出口，上层出口展丝系统包括平行布置的两支辊，两支辊的两端轴承各置于同一滑道中；下层出口展丝系统，下层出口展丝系统连接下层上浆槽的出口，下层出口展丝系统包括平行布置的两支辊，两支辊的两端轴承各置于同一滑道中；以及导出辊，用于将分别从上层出口展丝系统和下层出口展丝系统的导出的经过上浆处理的碳纤维丝束合并导出。

优选地，上述技术方案中，两支辊包括：第一挤压辊和第二挤压辊，其中第一挤压辊为可移动的，第二挤压辊为固定的，且第一挤压辊为胶辊，第二挤压辊为镜面光辊。

优选地，上述技术方案中，镜面光辊的材质为不锈钢。

优选地，上述技术方案中，滑道设置有标尺，用来测量第一挤压辊的挤压行程。

优选地，上述技术方案中，进口展丝系统、上层出口展丝系统和下层出口展丝系统均设置有手闸。