碳纖維的表面處理方法

2023-05-09 23:14:26

專利名稱：碳纖維的表面處理方法
技術領域：
本發明涉及有機化學領域，屬於高分子材料製造技術，具體地說一種碳 纖維生產過程中的表面處理方法。
背景技術：
眾所周知，國內外碳纖維生產廠家在對碳纖維進行表面處理時都要經過以下步驟(如圖l所示)電解表面處理l——水洗2——乾燥3——上漿4—— 乾燥5——收巻6，乾燥過程是乾燥爐內完成，這種表面處理方法，所生產的 碳纖維易起毛絲、力學性能不理想，並且生產過程中能源消耗較多。發明內容為了克服現有技術的不足，本發明目的在於，提供一種碳纖維表面處理 的方法，使所生產的碳纖維外觀毛絲明顯減少、提高碳纖維的力學性能、降 低能源消耗。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是電解表面處理——水洗一一膠輥擠壓——上漿——乾燥——收巻。本發明的有益效果是，該方法與傳統的表面處理工藝生產的碳纖維相比 較，碳纖維外觀毛絲明顯減少，力學性能指標略有提高，並降低了能源消耗。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。 圖1是背景技術的工藝流程示意圖。圖2是本發明的工藝流程示意圖。圖中1.電解表面處理，2.水洗，3.乾燥，4.水漿，5.乾燥，6.收巻，7.膠輥擠壓。
具體實施方式
在圖2中，本發明的工藝步驟是電解表面處理l——水洗2——膠輥擠壓7——上漿4——乾燥5——收巻6 。電解氧化處理l的主要目的是提高碳纖維的層間剪切強度，電解表面處理 l使用的設備主要由電解槽、傳動輥、直流電源和電導儀等組成，電解槽中放 置一定濃度的電解質(如碳酸鉸或碳酸氫銨或碳酸二氫銨等)，工作原理是利 用碳纖維的導電性作為陽極，傳動輥作為陰極，進行陽極電解氧化處理，之 後再進入水洗工序處理。水洗2的目的主要是去除碳纖維表面及內部殘留的電解質,採用浸入式工 藝加噴淋洗，水洗使用的設備主要由水洗槽、傳動輥、洗滌水(去離子水) 和循環泵及管路等。膠輥擠壓7的目的是適當去除碳纖維中含有的水，使每束碳纖維的含水率 基本一致，使用的設備是兩支膠輥和接水槽，碳纖維束經兩個膠輥的擠壓將 水擠除。這一工序的關鍵是調整好兩支膠輥的水平度，膠輥要保持水平，否 則將導致多束碳纖維上受到的擠壓力會不一致，進而影響到下一工序碳纖維 的上漿工藝。上漿4的主要目的是:碳纖維在上漿後，單絲表面會形成一層薄的保護膜，使得在後續加工(如加工編織布和複合布)使用過程中能防止磨擦、磨損、 防止產生新的毛絲，影響到碳纖維製品的使用性能。該工序使用設備主要由 上漿槽、傳動輥和上漿液循環泵等。乾燥5工序的主要目的是去除碳纖維上漿劑內含有的水分，含水率要求不 大於1%，同時，乾燥又對碳纖維有定型的作用。使用的主要設備是乾燥爐和 傳動輥等。收巻6:乾燥後的碳纖維經收絲機巻繞成線軸狀，再經包裝即可進入市場銷售。本發明經過長時間試驗並連續生產運行，與傳統的表面處理工藝生產的碳纖維相比較，外觀毛絲明顯減少，經檢測後力學性能指標略有提高碳纖維的層間剪切強度平均提高了5Mpa，提高幅度達8%，而其它指標均比以前略4有提高，幅度達3-50/0。 與傳統工藝相比，該發明優點如下
1、 經過膠輥擠壓，碳纖維絲束含水率均一，在上槳工序處理時碳纖維的 含油量容易控制；
2、 相比傳統工藝，因碳纖維絲束中含有一定的水分，纖維的收束性好， 碳纖維絲束不起毛，上漿液潔淨度高；
3、 纖維束膨潤度高，浸潤性好，製得的碳纖維含膠量均勻，有利於提高 後續生產製品工序中碳纖維與樹脂的相容性；
4、 減少一臺乾燥爐的設備投資，降低能源消耗。
權利要求
1、一種碳纖維的表面處理方法，其特徵是，包括如下工藝步驟電解表面處理——水洗——膠輥擠壓——上漿——乾燥——收卷。
全文摘要
本發明涉及一種碳纖維的表面處理方法，屬於有機化學領域。其工藝步驟是，電解表面處理——水洗——膠輥擠壓——上漿——乾燥——收卷。本發明的方法與傳統的表面處理工藝生產的碳纖維相比較，碳纖維外觀毛絲明顯減少，力學性能指標略有提高，並降低了能源消耗。
文檔編號D06B15/02GK101245504SQ20081001469
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月1日 優先權日2008年3月1日
發明者李松峰, 高長星 申請人:威海拓展纖維有限公司