[发明专利]具有防并丝干燥装置的碳纤维上浆系统及上浆干燥工艺

说明书

本发明涉及一种具有防并丝干燥装置的碳纤维上浆系统及上浆干燥工艺，其解决了现有碳纤维上浆后并丝黏连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的技术问题，其设有上浆槽，所述上浆槽上部依次装设有喷淋管、压缩空气吹扫管和分丝槽辊，所述喷淋管与所述上浆槽连通，所述上浆槽与所述喷淋管之间设有柱塞计量泵；所述上浆槽前后设有导丝辊；所述上浆槽后部设有分层卧式干燥炉，所述分层卧式干燥炉设有热风循环风机，每层所述分层卧式干燥炉前后两端均设有导丝辊。本发明可广泛应用于碳纤维生产领域。

技术领域

本发明涉及碳纤维生产技术领域，特别是涉及一种具有防并丝干燥装置的碳纤维上浆系统及上浆干燥工艺。

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。在碳纤维碳化生产过程中，上浆处理和上浆干燥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，在生产过程中大多使用的是浸润式上浆工艺，对于多余浆剂的去除基本为挤压辊的方法。浸入式上浆工艺中碳纤维上的毛丝容易在槽内浆液中分散、漂浮，容易吸附在运行的碳纤维中，导致上浆量不均匀，毛丝多等；使用挤压辊式去除浆剂由于需要使用胶辊与不锈钢辊进行加力挤压，则容易损伤碳纤维，导致毛丝的产生。上浆后由于上浆剂具有粘性，由于相邻位号的纤维距离较近(约为1mm左右)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。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。

发明内容

本发明为了解决现有碳纤维上浆后并丝黏连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的技术问题，提供一种具有防并丝干燥装置的碳纤维上浆系统及上浆干燥工艺。

本发明提供一种具有防并丝干燥装置的碳纤维上浆系统，设有上浆槽，所述上浆槽上部依次装设有喷淋管、压缩空气吹扫管和分丝槽辊，所述喷淋管与所述上浆槽连通，所述上浆槽与所述喷淋管之间设有柱塞计量泵；所述上浆槽前后设有导丝辊；所述上浆槽后部设有分层卧式干燥炉，所述分层卧式干燥炉设有热风循环风机，每层所述分层卧式干燥炉前后两端均设有导丝辊。

优选地，所述上浆槽上端设有收集浆液的广口，下端设有过滤浆液中碳纤维毛丝的过滤装置。

优选地，所述喷淋管设有上浆上喷淋管和上浆下喷淋管，所述上浆上喷淋管和上浆下喷淋管分别布置在碳纤维丝束上下两面；所述喷淋管沿管道方向开有直线型喷淋缝隙，所述喷淋管喷淋方向与碳纤维丝丝束运行方向夹角为30°至150°。

优选地，所述压缩空气吹扫管设有两个压缩空气吹扫管分别布置在碳纤维丝束上下两面；所述压缩空气吹扫管沿管道方向开有直线型吹扫缝隙，所述压缩空气吹扫管吹扫方向与碳纤维丝丝束运行方向夹角为30°至150°。

优选地，所述导丝辊为光辊，直径在200mm-350mm之间，表面光洁度Ra0.2，挠度＜1，圆度＜0.04，圆柱度＜0.05。

本发明还提供一种具有防并丝干燥装置的碳纤维上浆干燥工艺，其采用上述具有防并丝干燥装置的碳纤维上浆系统，其包括如下步骤：

(1)配置一定浓度的浆剂，将浆剂搅拌均匀后，开启柱塞计量泵打入喷淋管道进入上浆槽进行循环上浆；