[发明专利]一种碳纤维丝展纱加工方法

说明书

本发明提供了一种碳纤维展纱加工方法，包括如下步骤：S1、碳纤维丝张紧展开；S2、将张紧展开的碳纤维丝浸润上浆剂；S3、将浸润上浆剂后的碳纤维丝通过加热块加热；S4、将加热后的碳纤维丝通过辊轴装置展宽；S5、对展宽后的碳纤维丝进行收卷。与现有碳纤维丝展宽技术相比，本发明中在碳纤维丝展宽前，先浸润上浆剂使其表面涂上一层保护层，有效减少碳纤维丝在展宽时的起毛，断丝现象，也大大提高了碳纤维表面被润湿性，充分保留了碳纤维的优良性能，使其在对复合产品提出更高要求的航空航天领域中得到了进一步利用。

技术领域

本发明涉及纤维加工领域，具体地，涉及一种碳纤维丝展纱加工方法。

背景技术

通过对现有技术的检索发现，中国专利CN200920282868.X公开了一种大丝束碳纤维扩展装置，该方法采用控制数对加热辊筒的辊间隙对纤维进行逐步挤压展纱。该装置具有结构简单，成本低廉的优点，但该方法适用于48K以上的大丝束碳纤维，而对于1K、3K、6K、12K等航空航天用小丝束碳纤维不适用。中国专利CN201020588051.8和CN201010528738.7公开了碳纤维丝的扩丝装置和碳纤维丝的扩丝加工方法，该方法采用两根带电金属辊轴对碳纤维加热后经扩宽通孔实现机械展纱。该装置及其方法适用于小丝束的扩宽，提高了纤维蓬松度和对树脂的浸润性,并提高其复合材料的剪切强度和刚度。但在制备高模量碳纤维，尤其是纤维拉伸模量达到400Gpa时，该装置对于纤维的机械损伤严重，造成较多的毛丝出现，显著降低了纤维本身性能，对纤维的连续性以及后期制备复合材料的工艺产生不利影响。因此，如不解决以上问题，将显著地制约我国在航天航空高端复合材料的应用，尤其是对重量要求更为苛刻的空间探测用反射器等产品的轻量化进程。

申请号为201610166675.2的申请专利中公开了一种碳纤维展宽设备和工艺，该展宽设备包括依次设置的加热辊、展纱辊和展宽辊组件，所述展纱辊的外周面上分布有凹凸状颗粒；所述展宽组件包括展宽定位辊、压轮，所述压轮压在展宽定位辊上的缺口槽内，碳纤维从缺口槽和压轮之间通过。但该碳纤维展宽设备和工艺所展碳纤维纱不能有效控制其厚度，且其所展出碳纤维纱片，因在展开前无浸润上浆剂步骤，会出现起毛，断丝现象，降低碳纤维丝本身性能。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种碳纤维丝展纱加工方法，尤其是提供一种小丝束、高模量碳纤维展纱方法。

通过本发明方法展宽的碳纤维丝可很好的保留纤维优良性能，尤其针对高模量碳纤维丝展宽，可显著减少其机械损伤，且提高了碳纤维表面被润湿性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供一种碳纤维丝展纱加工方法，包括如下步骤：

S1、碳纤维丝张紧展开；

S2、将张紧展开的碳纤维丝浸润上浆剂；

S3、将浸润上浆剂后的碳纤维丝通过加热块加热；

S4、将加热后的碳纤维丝通过辊轴装置展宽；

S5、对展宽后的碳纤维丝进行收卷。

具体地，本碳纤维丝展纱加工方法依次包括：碳纤维丝张紧展开、浸润上浆剂、两道次加热、碳纤维丝展宽以及收卷筒卷绕步骤；其中，碳纤维丝浸润上浆剂的步骤为：经过张紧的碳纤维丝在卷绕过程中，使碳纤维丝在加热前，均匀浸润上浆剂；碳纤维丝加热步骤为：使碳纤维丝过加热块，通过第一加热块进行一次加热，通过第二加热块、第三加热块进行第二次加热，在多次加热过程中使碳纤维丝受热充分；碳纤维丝展宽步骤为：将受热的碳纤维丝在辊轴装置中碾压进行展宽；收卷筒卷绕步骤为：由电机驱动的收卷筒对展宽后的碳纤维丝进行收卷。