一种损伤小的碳纤维生产工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110499551A(43)申请公布日2019.11.26(21)申请号201910783579.6(22)申请日2019.08.23(71)申请人大同新成新材料股份有限公司地址037002山西省大同市新荣区花园屯村(72)发明人智伟峰(74)专利代理机构北京志霖恒远知识产权代理事务所(普通合伙)11435代理人申绍中(51)Int.Cl.D01F9/22(2006.01)D01F11/10(2006.01)D06B23/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种损伤小的碳纤维生产工艺(57)摘要本发明公开了一种损伤小的碳纤维生产工艺，包括以下步骤：步骤a、退丝集线，选取原丝，分束后将新丝与旧丝使用耐热纤维连接，并且架设于集线板上；步骤b、初干燥，将集线板连同原丝送入干燥设备内干燥，消除原丝中含有的水分；步骤c、预氧化，将干燥后的原丝连同原丝送入预氧化炉中进行预氧化，预氧化炉连续设置有3个；步骤d、炭化；步骤e、表面处理；步骤f、上浆；步骤g、收丝。有益效果在于：通过在上浆过程中采用可调节高度的展纱设备，通过调节展纱固定辊的高度，可对展纱的松紧度进行调节，从而释放碳纤维的应力，防止碳纤维起毛、损伤和打捻，从而提高碳纤维的生产质量。CN110499551ACN110499551A权利要求书1/1页1.一种损伤小的碳纤维生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、退丝集线，选取原丝，分束后将新丝与旧丝使用耐热纤维连接，并且架设于集线板上；步骤b、初干燥，将集线板连同原丝送入干燥设备内干燥，消除原丝中含有的水分；步骤c、预氧化，将干燥后的原丝连同原丝送入预氧化炉中进行预氧化，预氧化炉连续设置有3个，且三个预氧化炉的温度区间分别为200℃-230℃、220℃-250℃、235℃-245℃，经预氧化的原丝由线性分子链转化为梯形结构，预氧化时间为75-110min，最终形成预氧丝；步骤d、炭化，将预氧化后的预氧丝依次进行低温炭化和高温炭化，其中低温炭化炉内设5个温度区间，分别为350℃、450℃、550℃、650℃、750℃；高温碳化炉内设6个温度区间，分别为1050℃、1150℃、1250℃、1350℃、1450℃、1400℃，经过炭化后，预氧丝内部形成乱层石墨结构，并脱出小分子，形成具有一定牵伸力的炭化丝；步骤e、表面处理，将炭化丝至于碳酸氢铵中性电解质中，采用5-15V的电压、20-30A的电流进行表面处理，表面处理后水洗清洁，去除炭化丝表面的电解液和其他杂质，而后烘干；步骤f、上浆，采用浸渍法，将步骤e中产生的干燥清洁炭化丝浸入上浆剂中上浆，使每根炭化丝表面均匀附着皮层，从而完成上浆，而后中温干燥，浸渍过程采用带有高度可调的展纱固定辊的展纱设备进行，上浆后的炭化丝即为所需碳纤维；步骤g、收丝，收集干燥后的碳纤维收卷。2.根据权利要求1所述一种损伤小的碳纤维生产工艺，其特征在于：所述步骤b中，初干燥采用卧式干燥炉，干燥温度为80℃-100℃。3.根据权利要求1所述一种损伤小的碳纤维生产工艺，其特征在于：所述步骤c中，三个炭化炉连续设置，且相互连通，干燥后的原丝在输送设备的输送下依次经过三个炭化炉进行连续炭化，三个炭化炉内的炭化时间分别为30min、30min和40min，共100min。4.根据权利要求1所述一种损伤小的碳纤维生产工艺，其特征在于：所述步骤e中，采用10V的电压、25A的电流进行表面处理。5.根据权利要求1所述一种损伤小的碳纤维生产工艺，其特征在于：所述步骤e中，干燥设备为卧式干燥炉，干燥温度为100℃。6.根据权利要求1所述一种损伤小的碳纤维生产工艺，其特征在于：所述步骤f中，展纱设备包括放卷结构、穿纱结构和展纱结构，炭化丝通过放卷机构放出，经由穿纱机构进入展纱机构，所述穿纱机构与所述展纱机构之间设有固定展纱辊组，固定展纱辊组由多个展纱辊构成，固定展纱辊组内相邻展纱辊位于相异水平面上且可进行竖直移动，碳纤维经由固定展纱辊组所形成迂回路径进入展纱机构。7.根据权利要求1所述一种损伤小的碳纤维生产工艺，其特征在于：所述步骤g中，干燥设备的立式干燥炉，干燥温度为180℃。2CN110499551A说明书1/3页一种损伤小的碳纤维生产工艺技术领域[0001]本发明涉及碳纤维生产技术领域，具体涉及一种损伤小的碳纤维生产工艺。背景技术[0002]碳纤维是由有机母体纤维通过高温分解法制作成的新型材料。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热且耐腐蚀等特性，其外形呈纤维状，可加工成各种织物。碳纤维石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量，且自身密度较小，比强度和比模量高。现有技术中，碳纤维常用作增强材料与树脂、金属、