一种碳纤维表面连续处理装置制造方法

xiaoxiao2020-06-24  2

专利名称:一种碳纤维表面连续处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种碳纤维表面连续处理装置,包括氧化装置内腔,腔体中含有进气嘴、进纱口、加热管、滚轮、轴承、出纱口;腔体外包括加热管用电线、调压器、电源开关、电源以及加热套用电源、测温、控温装置。本实用新型通过调压器将加热管加热到所需温度,加热套通过供电、测温、控温装置也控制在所需温度,碳纤维束进入腔体,分别与固定的加热管表面接触、摩擦吸收热量,再被牵引,与滚轮表面滚动接触传热,在此过程中腔体中的热空气或其他氧化性气体同样对纤维进行加热、氧化,生成一些活性基团,从而起到提高碳纤维与树脂界面相容性的作用。
【专利说明】一种碳纤维表面连续处理装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及连续纤维增强树脂基复合材料的制备【技术领域】,具体涉及一种碳纤维表面连续处理装置。

【背景技术】
[0002]连续/长碳纤维增强尼龙复合材料是继短纤维增强尼龙复合材料之后开始发展的高性能热塑性树脂基复合材料。然而,碳纤维的表面化学惰性,使得其与树脂之间的界面相容性较差,增强效果未能有效地发挥出来。
[0003]碳纤维的表面处理通常有气相氧化法、液相氧化法、阳极氧化法、等离子体氧化法、表面涂层改性法等。
[0004]气相氧化法显著的优点是设备和工艺简单,成本低,氧化性气体可用空气、氧气、
臭氧、二氧化碳和二氧化氮等。
[0005]专利CN201310573150涉及一种碳纤维干燥炉。该炉包括炉体、用于气体循环通过的风道和用来输送碳纤维丝束的传输装置,碳纤维丝进入炉体,通过热风进行加热。利用在炉体的外部设置循环加热空气的装置及使碳纤维丝束多次进入炉体进行加热干燥。
[0006]专利CN102345228A使用空气作为碳纤维表面处理介质,由等离子体发射装置发射电中性的低温等离子体,对运动中的碳纤维丝束表面进行低温等离子体轰击;碳纤维丝束运行速度60?150m/h ;碳纤维处理环境温度范围-10°C?50°C。
[0007]专利CN2214421Y碳纤维表面处理装置,包括两个串联连接的表面处理炉,在表面处理炉横向布置有紫外光反射板、紫外灯及气体分布管,气体分布管与炉体外的臭氧发生器连接,处理炉外有导电辊,导电辊与电流脉冲发生器连接。所述风道上安装有用于为循环气体加热的加热器,所述风道的两端与所述炉体连接,所述风道内设有用于带动气体循环的风机,所述传输装置与所述炉体连接。
[0008]以上专利所述的碳纤维表面连续处理装置为热风加热、等离子体处理、紫外灯及臭氧处理,未涉及电热管、滚轮加热。
[0009]专利CN202895503U公开一种连续长纤维增强热塑性树脂成型用的熔融浸溃机头,机头内设有熔体分配流道和浸溃流道,熔体分配流道的各个出料口通过出料辊与浸溃流道连接;浸溃流道两端为入口通道和出口通道,入口通道与出料辊之间设置至少一组张力辊,出口通道与出料辊之间设置至少一组张力辊。涉及可转动的张力辊,用于惰性气体环境中提高连续纤维的张力及浸溃效果,未涉及氧化性气体中电热管、滚轮对连续纤维的加热、氧化。
实用新型内容
[0010]本实用新型根据上述现有技术中存在的不足,提供一种碳纤维表面连续处理装置,用于制备连续/长碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的碳纤维的表面氧化处理。
[0011]为了达到上述目的,本实用新型采取的技术方案是:
[0012]一种碳纤维表面连续处理装置,包括氧化装置内腔(3),所述碳纤维纱(10)经进纱口(2)进入氧化装置内腔(3)中,经过上下错开分布的固定的多个加热管(4)表面,再与上下错开分布的可自由转动的多个滚轮(6)表面充分接触,所述碳纤维纱(10)经出纱口
(9)离开氧化装置内腔(3),所述进纱口(2)的下方设有气嘴(1),气体氧化剂通过气嘴(I)通入氧化装置内腔(3)中。
[0013]进一步,所述的加热管(4)是通过调压器(15)调节电压,进而起到调节、控制加热管温度的作用。
[0014]进一步,所述的加热管(4)的头部插入氧化装置内腔(3)前板的孔中,尾部通过螺纹部分固定在氧化装置内腔(3)后板的螺纹孔中,使其固定在氧化装置内腔(3)中。
[0015]进一步,所述的加热管(4)的固定位置上下错开分布,碳纤维纱(10)经上部加热管(4)的上表面牵至下部加热管(4)的下表面,依次与各滚轮(6)上下表面充分接触。
[0016]进一步,所述的加热管(4)数量为2?10个。
[0017]进一步,所述的加热管(4)温度为350?450°C。
[0018]进一步,所述的滚轮(6)两端均由耐热的密封式轴承支撑,以满足可自由转动的要求。
[0019]进一步,所述的滚轮(6)数量为5?40个。
[0020]进一步,所述的氧化装置内腔(3)温度为350?450°C。
[0021]进一步,所述的进纱口(2)的数量为I?600个。
[0022]本实用新型通过调压器将加热管加热到所需温度,加热套通过供电、测温、控温装置也控制在所需温度。碳纤维束从进束口进入腔体,分别与固定的加热管表面接触、摩擦吸收热量,再被牵引,与滚轮表面滚动接触传热,在此过程中腔体中的热空气或其他氧化性气体同样对纤维进行加热、氧化,生成一些活性基团,如羟基和羧基。从而起到提高碳纤维与树脂界面相容性的作用。
[0023]本实用新型的有益效果是:
[0024]本实用新型采用连续碳纤维与电热管、滚轮金属表面直接接触,热传导效率高,具有传热速率快,可连续操作,方法简单、易行的优点。

【附图说明】

[0025]图1是碳纤维表面连续处理装置结构示意图主视图;
[0026]图2是碳纤维表面连续处理装置结构示意图俯视图。
[0027]图中标记:1:气嘴;2:进纱口 ;3:氧化装置内腔;4:加热管;5:观察口 ;6:滚轮;7:腔体壁;8:加热套;9:出纱口 ;10:碳纤维纱;11:轴承;12:分散的碳纤维纱;13:加热管螺纹段;14:电线:15:调压器;16:电源开关;17:电源;18:电源、测温、控温装置。

【具体实施方式】
[0028]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本实用新型的基本结构,因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0029]如图1~2所示,本实用新型涉及一种碳纤维表面连续处理装置,包括氧化装置内腔3,氧化装置内腔3中含有气嘴1、进纱口 2、加热管4、滚轮6、轴承11、出纱口 9 ;墙体外包括加热套8、电线14、调压器15、电源开关16、电源17以及加热套用电源、测温、控温装置18。
[0030]本碳纤维表面连续处理装置的气嘴I用于输入氧化性气体;进纱口 2设有9个,碳纤维纱由此口进入氧化装置内腔3 ;氧化装置内腔3包括4个加热管4,上下错开分布,通过调压器调节电压,进而起到调节、控制加热管温度的作用。观察口 5用于观察纤维束的分散情况。可自由转动的20个滚轮6,为节省空间,与滚轮表面充分接触,两滚轮之间的距离等于滚轮外径。滚轮6上下错开分布,两端均由耐热的密封式轴承支撑,以满足可自由转动的要求。碳纤维纱经多个加热管4、滚轮6及氧化装置内腔3的热气体加热和氧化至出纱口 9离开表面连续处理装置。加热套8的温度通过供电、测温、控温装置18控制。
[0031]本碳纤维表面连续处理装置的使用方法,包括以下步骤:
[0032]I)将碳纤维纱10按图1所示,从进纱口 2穿入,从第一个加热管2上表面经过,再从第二个加热管的下方绕过,再到第三个加热管的上方,依次在氧化装置内腔3内的所有加热管2和滚轮6绕过,最后从出纱口 9引出;
[0033]2)将加热管插进氧化装置内腔3,并把加热管螺纹段13固定在腔体壁7上;
[0034]3)将加热管4电线14与调压器输出端相联,输入端与220V电源17相接,如图2所示;
[0035]4)将加热套固定在腔体外壁上,通过外接供电、测温、控温装置18控制;
[0036]5)调压器15调至所需电压,打开电源开关16通电;
[0037]6)外接的氧化性气体软管固定在气嘴I上并接通;
[0038]7)待加热管4、氧化装置内腔3温度达到所需温度时,牵引出纱口出来的分散的碳纤维纱12即可进行碳纤维的表面连续处理。
[0039]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种碳纤维表面连续处理装置,包括氧化装置内腔(3),其特征在于:所述碳纤维纱(10)经进纱口(2)进入氧化装置内腔(3)中,经过上下错开分布的固定的多个加热管(4)表面,再与上下错开分布的可自由转动的多个滚轮(6)表面充分接触,所述碳纤维纱(10)经出纱口( 9 )离开氧化装置内腔(3 ),所述进纱口( 2 )的下方设有气嘴(I ),气体氧化剂通过气嘴(I)通入氧化装置内腔(3 )中。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面连续处理装置,其特征在于:所述的加热管(4)是通过调压器(15)调节电压,进而起到调节、控制加热管温度的作用。3.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面连续处理装置,其特征在于:所述的加热管(4)的头部插入氧化装置内腔(3)前板的孔中,尾部通过螺纹部分固定在氧化装置内腔(3)后板的螺纹孔中,使其固定在氧化装置内腔(3)中。4.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面连续处理装置,其特征在于:所述的加热管(4)的固定位置上下错开分布,碳纤维纱(10)经上部加热管(4)的上表面牵至下部加热管(4)的下表面,依次与各滚轮(6)上下表面充分接触。5.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面连续处理装置,其特征在于:所述的加热管(4)数量为2?10个。6.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面连续处理装置,其特征在于:所述的加热管(4)温度为350?450°C。7.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面连续处理装置,其特征在于:所述的滚轮(6)两端均由耐热的密封式轴承支撑,以满足可自由转动的要求。8.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面连续处理装置,其特征在于:所述的滚轮(6)数量为5?40个。9.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面连续处理装置,其特征在于:所述的氧化装置内腔(3)温度为350?450°C。10.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面连续处理装置,其特征在于:所述的进纱口(2)的数量为I?600个。
【文档编号】C08J5-06GK204298683SQ201420715104
【发明者】谭洪生, 陆志宏 [申请人]句容市百事特复合材料有限公司

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