一种大丝束碳纤维原丝碳化接丝方法.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CN114262956A(43)申请公布日2022.04.01(21)申请号202111640924.4(22)申请日2021.12.29(71)申请人吉林宝旌炭材料有限公司地址132000吉林省吉林市吉林经济技术开发区昆仑街117号(72)发明人闫学军斛小晋周东福(74)专利代理机构吉林新发惠利知识产权代理事务所(普通合伙)22216代理人高佳佳(51)Int.Cl.D01F9/22(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种大丝束碳纤维原丝碳化接丝方法(57)摘要本发明公开了一种大丝束碳纤维原丝碳化接丝方法，包括以下步骤：S1：预留丝头和PAN原丝丝筒氧化：将原丝丝束尾和另一原丝丝束头退捻整理出300‑400mm丝头，原丝丝束尾端套接PAN原丝丝筒，铺放在氧化架上，原丝自然拉紧并固定；S2：使用空气捻接器在原丝丝束头和束尾氧化段中段进行连接，拉直伸展接头后将PAN原丝丝筒移动至连接处进行包裹。本发明中，通过使用原丝筒丝束头及尾进行预氧化的方法，用PAN原丝丝筒把第一个丝筒尾丝同第二个丝筒预留的丝头进行打扣联接，接成一根丝束，实现大丝束碳纤维连续化碳化，此接丝方法工艺简单高效，能够实现大丝束碳纤维的连续化生产，大大提高了大丝束碳纤维碳化的产量，有着广泛和重要的实际意义。CN114262956ACN114262956A权利要求书1/1页1.一种大丝束碳纤维原丝碳化接丝方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：预留丝头和PAN原丝丝筒氧化：将原丝丝束尾和另一原丝丝束头退捻整理出300‑400mm丝头，原丝丝束尾端套接PAN原丝丝筒，铺放在氧化架上，原丝自然拉紧并固定；S2：使用空气捻接器在原丝丝束头和束尾氧化段中段进行连接，拉直伸展接头后将PAN原丝丝筒移动至连接处进行包裹，并再次使用空气捻接器将PAN原丝丝筒两端与束头和束尾表面捻接；S3：将连接完成的丝头部与PAN原丝丝筒，将氧化架放入烘箱进行氧化并冷却。2.根据权利要求1所述的一种大丝束碳纤维原丝碳化接丝方法，其特征在于，预留丝头和PAN原丝丝筒氧化连续式预氧化炉共分10个温区，每个温区的温度设定为一恒定值，炉区温度呈阶梯增加，纤维由低温炉区向高温炉区运行温度变化范围在120‑300℃之间。3.根据权利要求1所述的一种大丝束碳纤维原丝碳化接丝方法，其特征在于，预氧化时间为60～120min，预氧化后的密度为1.30～1.35g/cm3。4.根据权利要求1所述的一种大丝束碳纤维原丝碳化接丝方法，其特征在于，所述PAN原丝丝筒为丙烯腈/衣康酸(IA)二元共聚原丝交织形成的网状筒形结构，所述PAN原丝丝筒长度为350‑400mm。5.根据权利要求1所述的一种大丝束碳纤维原丝碳化接丝方法，其特征在于，在S2中，PAN原丝丝筒移动至连接处后对PAN原丝丝筒两端丝束进行加捻，通过加捻将PAN原丝丝筒限定于空气捻接处。6.根据权利要求1所述的一种大丝束碳纤维原丝碳化接丝方法，其特征在于，在步骤S3中冷却填充含氮量99.99％的氮气。2CN114262956A说明书1/4页一种大丝束碳纤维原丝碳化接丝方法技术领域[0001]本发明涉及碳纤维生产技术领域，具体为一种大丝束碳纤维原丝碳化接丝方法。背景技术[0002]碳纤维有大、小丝束之分，在碳纤维应用过程中，小丝束碳纤维主要应用在航天航空领域，而工业领域为实现降低成本，更多的需要大丝束碳纤维，目前，大丝束碳纤维已经在一些重要的民用领域应用。如基础设施、运动器材、风机叶片以及汽车制造，所以大丝束碳纤维的应用研究极有意义。[0003]在碳纤维生产中，由于原丝的包装，无论是纱锭还是箱装，均是具有一定重量和长度，使用完毕后，就需要更换新的原丝纱锭与箱装，这个过程通常是非连续的，即需要对生产线进行停止生产，然后对所有的原丝包装(纱锭或箱装)做一次性更换，然后将更换后的原丝穿过氧化与碳化工序。又或者在连续情况下，对预氧化工艺中的氧化炉降温，让接头丝束(该条丝束的尾部)顺利通过预氧化，但在碳化部分又重新接丝(将原丝包装的两条丝束打结或者其他方式连接在一起)，这时候也需要对生产线进行停止生产，无论哪一种方式，都很难做到连续化稳定生产。[0004]就上述的工艺，当采用大丝束的时候，连续生产的方式就难以为继，在大丝束进入氧化工艺时，任何原丝的翻转与加捻或接头(接头即两条丝束打结连接在一起)，均会导致丝束放热集中，冒烟与起火，从而导致丝束断开。同等重量的原丝包装，大丝束的长度远远小于小丝束，生产线的长度很长，如果用非连续的方式用生产线运行大丝束，会导致大量的原丝浪费，生产线运行断断续续，根本无从实现经济效益。所以，大丝束碳纤维生产务必要实现连续生产。[0005]有鉴于此