[发明专利]一种附着界面层的SiC纤维预浸带的制备方法及设备

权利要求书

1.一种附着界面层的SiC纤维预浸带的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1：连续碳化硅纤维束放卷后，经导丝辊和导向轮引入到张力轮上，张力轮的张力为1～10N；

S2：张力轮将连续碳化硅纤维束平直送入除浆装置，处理溶剂为丙酮，使连续碳化硅纤维表面的集束剂充分溶解，使连续碳化硅纤维束展开；

S3：将除浆处理后的连续碳化硅纤维束通过导向轮引入上胶装置，通过上胶装置中主动胶轮的牵引作用和胶液的润滑作用，通过控制刮刀得到树脂厚度为0.1～0.5mm的连续碳化硅纤维束；

S4：将经上胶处理的连续碳化硅纤维束引入展丝装置，展丝装置中的罗拉辊使连续碳化硅纤维束充分展开；

S5：将充分展开、定型的连续碳化硅纤维束进入收卷辊，并经设在所述收卷辊下方的碾压辊进行碾压处理，从而得到平整、均匀的预浸带；

上述制备方法通过附着界面层的SiC纤维预浸带的制备设备实现，所述制备设备包括导丝辊、导向轮、主动送丝轮、张力轮、除浆装置、上胶装置、展丝装置、碾压辊和收卷辊，所述连续碳化硅纤维束从导丝辊依次经过导向轮、主动送丝轮、张力轮、除浆装置、上胶装置、展丝装置收卷于收卷辊；

所述除浆装置包括溶剂槽，所述溶剂槽的中部设置将溶剂槽内部空间进行分割的Y型隔板，隔板的上端分叉中设置中间辊，所述中间辊的上端设置压辊，连续碳化硅纤维束从中间辊和压辊之间经过，所述溶剂槽内部下方设置搅动丙酮的搅动辊，所述溶剂槽的底板内部设置加热板；

所述上胶装置包括主动胶轮、刮辊和胶槽，所述主动胶轮的下半部分位于胶槽的内部，所述胶槽的底部设置加热块，所述连续碳化硅纤维束从所述主动胶轮的下端经过，所述主动胶轮的外壁环布导轮，主动胶轮的出线端设置一组所述刮刀，所述连续碳化硅纤维束从刮刀经过；

所述展丝装置包括至少三个水平排列的设置的罗拉辊，所述罗拉辊的内部设置加热板，所述展丝装置与收卷辊设置厚度检测仪。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中的连续碳化硅纤维束为改性处理的连续碳化硅纤维束，所述改性处理的方法为：

（1）将连续碳化硅纤维散丝采用化学气相沉积工艺引入界面层，得到表面附着有界面层的碳化硅纤维散丝；

（2）将表面附着有界面层的碳化硅纤维进行开纤定型处理，使连续碳化硅纤维束被均匀地展宽，得到连续碳化硅纤维束。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述界面层为PyC、SiC、B₄C、ZrC、H纤维C、TaC、Si₃N₄、BN中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述化学气相沉积工艺具体为：根据引入的界面层选择前驱体，氢气为反应气体，氩气为稀释气体，通过鼓泡法将气体引入到化学气相沉积炉中，沉积温度为500～1400℃，沉积压力为0.5～12KPa，沉积时间为30～300min，沉积速度为1～5m/min，沉积的界面层厚度为100nm～2μm。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述前驱体为甲烷、三氯甲基硅烷、氯化硼、氯化锆、氯化钽、氯化硅、卤化硼、氨气中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中所述上胶装置中的胶液为酚醛树脂、硼酚醛树脂、氨酚醛树脂、钡酚醛树脂、聚芳基乙炔树脂、聚酰亚胺树脂、呋喃树脂、酚三嗪树脂、苯并恶嗪树脂、沥青中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中所述罗拉辊的数量为12~30个，所述罗拉辊的加热温度控制在100～220℃。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中收卷辊的直径为300～350mm，旋转速度为3～5r/min，所述碾压辊螺距0.5～5.0mm，得到预浸带的厚度为10μm～0.2mm，宽度为200mm～1000mm。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂槽的外部还设置丙酮回收装置，所述丙酮回收装置包括可通过除浆后的连续碳化硅纤维束的去丙酮室和用于收集丙酮的丙酮挥发箱，所述去丙酮室与丙酮挥发箱连通，所述溶剂槽的内部与丙酮挥发箱连通，所述去丙酮室与丙酮挥发箱的底板均设置加热板。