[发明专利]一种碳纤维制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纤维制作工艺。

背景技术

现有的碳纤维制作工艺存在工序安排不合理、工序繁多，工艺参数选择不合理，各工艺参数搭配不合理，且对操作者经验要求较高，使得生产成本偏高、产品质量偏低、成品率不高。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种工序合理、制造成本低的碳纤维制作工艺。

为实现上述目的，本发明提供了

一种碳纤维制作工艺，其特征是：包括如下步骤：

退丝→集线→卧式干燥炉→预氧化炉1→预氧化炉2→预氧化炉→低温炭化炉→高温炭化炉→表面处理1→表面处理2→水洗→卧式干燥炉→上浆→立式干燥炉→收丝；

1）、预氧化工艺

预氧化过程中温度在200℃～300℃之间，在240℃左右时，氧含量迅速上升，发生化学反应。此过程中炉膛内温度保持均匀，并有循环空气带走反应中产生的小分子等杂质及反应热，保证预氧化能连续进行。预氧化过程反应时间需80～100min。

2）、低温炭化炉温度在300℃～800℃之间，分为几个温度区间，逐步对预氧丝在隔绝空气的条件下进行碳化反应，形成初级的乱层石墨结构。高温碳化温度在1000℃～1600℃，一般在1400℃左右。

3）、表面处理

使用阳极电极氧化法，用脉冲通电的方法进行表面处理，使得碳纤维表面发生刻蚀和生产含氧官能团。表面处理中通一10V左右的电压，形成25A左右的电流。采用碳酸氢铵中性电解质进行表面处理。

4）、水洗

水洗过程用浸渍法对碳丝进行清洗，将碳丝表面的电解液等杂质清洗掉，为以后的上浆过程做准备。在水洗中水温设定在50℃左右，之后在加以100℃左右的干燥过程。

5）、上浆后，经过干燥（180℃左右），收丝即可得到成品的碳纤维。

本发明的有益效果是：本发明工序合理，制造成本低，各参数搭配合理协调，能够有效地提高产品质量和生产效率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

一种碳纤维制作工艺，其特征是：包括如下步骤：

退丝→集线→卧式干燥炉→预氧化炉1→预氧化炉2→预氧化炉→低温炭化炉→高温炭化炉→表面处理1→表面处理2→水洗→卧式干燥炉→上浆→立式干燥炉→收丝；

1）、预氧化工艺

预氧化过程中温度在200℃～300℃之间，在240℃左右时，氧含量迅速上升，发生化学反应。此过程中炉膛内温度保持均匀，并有循环空气带走反应中产生的小分子等杂质及反应热，保证预氧化能连续进行。预氧化过程反应时间需80～100min。

2）、低温炭化炉温度在300℃～800℃之间，分为几个温度区间，逐步对预氧丝在隔绝空气的条件下进行碳化反应，形成初级的乱层石墨结构。高温碳化温度在1000℃～1600℃，一般在1400℃左右。

3）、表面处理

使用阳极电极氧化法，用脉冲通电的方法进行表面处理，使得碳纤维表面发生刻蚀和生产含氧官能团。表面处理中通一10V左右的电压，形成25A左右的电流。采用碳酸氢铵中性电解质进行表面处理。

4）、水洗

水洗过程用浸渍法对碳丝进行清洗，将碳丝表面的电解液等杂质清洗掉，为以后的上浆过程做准备。在水洗中水温设定在50℃左右，之后在加以100℃左右的干燥过程。

5）、上浆后，经过干燥（180℃左右），收丝即可得到成品的碳纤维。