[发明专利]一种试验用纤维上浆流水线及其上浆工艺

说明书

本发明公开一种试验用纤维上浆流水线，包括沿着纤维走丝方向设置的浸浆槽、刮浆装置及烘干装置，浸浆槽的两端分别设置有可拆卸的硅胶板，各硅胶板上设置有硅胶片，刮浆装置包括刮浆架台，刮浆架台包括两根竖直设置的安装杆，各安装杆上水平安装有相对而设的固定夹，各固定夹上夹设有刮浆片，各刮浆片具有朝向纤维走丝方向延伸的刮浆弧面，刮浆架台上还设置有用于回收刮浆废液的回收槽，烘干装置包括烘箱，烘箱内设置有可拆卸的用于固定纤维的烘箱盘。本发明还公开了一种采用上述试验用纤维上浆流水线进行的上浆工艺。本发明一种试验用纤维上浆流水线，用于进行不同上浆剂的试验，能够缩短测试周期，上浆的稳定性好，且降低了上浆剂的研发成本。

技术领域

本发明涉及碳纤维上浆技术领域，具体涉及的是一种试验用纤维上浆流水线及其上浆工艺。

背景技术

连续氮化硅纤维、碳化硅纤维具有高强高模、耐高温、耐烧蚀、耐化学腐蚀、高温稳定性好等优良特性，属于国家战略性特种陶瓷材料。在这类纤维的生产制造过程中，上浆是一道必不可少的程序。氮化硅、碳化硅纤维与碳纤维、玻璃纤维类似，因此其上浆设备及过程主要借鉴碳纤维、玻璃纤维等的上浆工艺。然而，氮化硅纤维和碳化硅纤维的表面性能与碳纤维、玻璃纤维等差异较大。如碳化硅纤维主要由β-SiC，SiC_xO_y、游离碳、SiO₂及少量SiC_xO_yN_z组成，氮化硅纤维为非晶态，主要由SiN₄结构基元以及SiN_xO_y相组成，只存在微量的碳元素。而碳纤维由惰性石墨层结构组成表面，仅含C、N、O元素。不同纤维表面元素的差异导致纤维对上浆剂的浸润性、物理结合性能不同。与碳纤维增强复合材料相比，碳化硅纤维、氮化硅纤维的使用温度更高，对纤维组成的要求更为严格。上浆过程中使用的上浆剂中的碱金属离子、氧元素、碳元素等对纤维耐高温性能影响大，因此在纤维的上浆过程中应严格控制其含量。综上所述，连续碳化硅纤维、氮化硅纤维应使用合适的上浆剂以适应纤维的应用和可编织性能等要求。

在上浆剂的开发过程中，需要对上浆剂进行性能测试，主要有固含量、表面张力、粘度、离心稳定性等参数的测试。还需要对上浆后的纤维进行测试，主要有接触角、耐磨性、毛丝量、上浆率、拉伸强度等测试。由此可见，上浆剂应用于上述纤维的前期预研测试需要耗费大量的纤维，测试周期长，且如果直接在生产线上试用开发的上浆剂，还存在以下问题：第一，需要停产，上浆剂的正交试验过程要求反复的更换上浆剂，导致频繁更换、拆卸、清洗上浆槽，成本高；第二，使用生产线的上浆设备对纤维上浆，需要的纤维相对较长(≥10m)，上浆过程中辊轮、放丝及收丝过程对纤维磨损大，影响了纤维的测试性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种试验用纤维上浆流水线，用于进行不同上浆剂的试验，能够缩短测试周期，上浆的稳定性好，且降低了上浆剂的研发成本。

本发明的目的还在于提供一种试验用纤维上浆工艺，纤维的上浆率可控，且能够减少上浆过程中纤维的磨损，纤维不易断裂，纤维的利用率高，减少原材料消耗，降低成本。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种试验用纤维上浆流水线，包括沿着纤维走丝方向设置的浸浆槽、刮浆装置及烘干装置，所述浸浆槽的两端分别设置有可拆卸的硅胶板，各所述硅胶板上设置有朝向纤维走丝方向突起的硅胶片，各所述硅胶片上设置有供纤维穿过的穿孔，所述刮浆装置包括刮浆架台，所述刮浆架台包括两根竖直设置的安装杆，各所述安装杆上水平安装有相对而设的固定夹，各所述固定夹上夹设有刮浆片，各所述刮浆片具有朝向纤维走丝方向延伸的刮浆弧面，两所述刮浆弧面相互贴设且形成有可供纤维穿过的弹性刮浆口，所述刮浆架台上还设置有用于回收刮浆废液的回收槽，所述烘干装置包括烘箱，所述烘箱内设置有可拆卸的用于固定纤维的烘箱盘。

所述浸浆槽的两端分别设置有用于插设对应的所述硅胶板的U形插槽，各所述硅胶板的四周设置有便于与对应的所述U形插槽相插设的塑料边框。