[实用新型]大丝束碳纤维上浆装置

说明书

一种大丝束碳纤维上浆装置，装置包括圆弧板、第一浸渍辊、第二浸渍辊、上圆弧辊、下圆弧辊、槽辊、金属钢辊、橡皮压辊、第一鸭嘴式喷淋管、第二鸭嘴式喷淋管、上浆剂供料槽、上浆剂加料泵、上浆剂循环泵和上浆槽,本实用新型适用于单股丝束中单丝数目超过24000根以上。本实用新型具有操作简便，确保K数为24K以上的大丝束碳纤维上浆生产运行平稳，丝束定位准确，走丝运行时不移位、不粘连，大大延长生产平稳运行周期，提高生产效益。而且碳纤维上浆量高、上浆量偏差值小，改善大丝束碳纤维的丝锭外观，每锭大丝束碳纤维的丝面宽度相同，卷绕成型外观整齐,有效地提高大丝束碳纤维成品的质量。

技术领域

本实用新型涉及一种大丝束碳纤维上浆装置，具体涉及碳纤维单股丝束中单丝数目超过24000根以上的大丝束碳纤维上浆装置及方法，实现K数为24K以上的大丝束碳纤维上浆生产运行平稳，丝束定位准确，走丝运行时不移位、不粘连，大大延长生产平稳运行周期，提高生产效益。而且碳纤维上浆量高、上浆量偏差值小，改善大丝束碳纤维的丝锭外观，每锭大丝束碳纤维的丝面宽度相同，卷绕成型外观整齐,有效地提高大丝束碳纤维成品的质量。

背景技术

随着碳纤维及其复合材料产业化成熟度的稳步提高，大丝束碳纤维逐渐成为发展低成本复合材料技术研究的重要共识，大丝束碳纤维在汽车、建筑、特种工程器件、轨道交通、风电叶片、能源和体育用品等广泛工业领域具有良好的发展前景，有望大规模替代金属和非金属材料，成为下一代高强度、轻量化、经济型的新型产业材料。相对于小丝束碳纤维而言，大丝束纤维更易聚积，展纱效果不好，纱片难以均匀浸润，纱片厚度和质量很难稳定达到产品结构设计要求；在展纱过程中经常出现纱毛，导致乱纱和断纱，影响生产效率和产品外观，材料性能得不到有效转换，产品性能不稳定。为解决上述问题，通常需要采用大丝束专用的水性乳液类碳纤维上浆剂进行上浆处理，增强碳纤维的扩幅性、开纤性、耐磨性、硬挺度等工艺性能，同时有效改善大丝束碳纤维与复合材料基体树脂之间的界面粘结强度。但由于大丝束碳纤维单股丝束中单丝数目多，超过24000根，大丝束的碳纤维整体丝束比表面积小，碳纤维丝束在金属辊的辊面上运行时，丝束铺展的厚度和宽度偏差值较大，易造成单丝与单丝之间的上浆均匀性差。当上浆剂乳液粘度大，上浆剂乳液流动性不强时，上浆剂乳液从大丝束碳纤维表面浸润到内部的均匀程度，比小丝束碳纤维更低。工业化生产时，易造成每个锭位之间的大丝束碳纤维上浆量偏差大，每锭大丝束碳纤维的丝面宽度不一致。

中国实用新型专利CN203021775U公开的新型高效碳纤维上浆装置位置可以上下可调，上浆槽前方装有圆弧形的展丝弧形辊，带有可循环的浆液循环系统，可方便生产中的穿丝工艺，促进浆液对碳纤维的均匀浸润，但大丝束碳纤维工业化生产规模达到百吨级、千吨级、万吨级时，上浆槽体积大，上浆剂消耗量多，上浆槽和上浆剂总重量大。上下调整上浆槽位置时，操作人员无法移动上浆槽位置，需利用吊装设备搬动上浆槽，耗时耗力，不适宜应用于大丝束碳纤维工业化生产。上浆槽前方安装的圆弧形展丝弧形辊，可以把碳纤维丝束扩展至一定的宽度，但由于弧形辊的直径不能改变，碳纤维丝束在辊面上扩展的宽度不能调整，有局限性。所以，大丝束碳纤维工业化生产时，大丝束碳纤维中单丝数目成倍数增加时，不能灵活地根据需要调整不同的碳纤维丝面的宽度。

中国实用新型专利CN207525490U公开的碳纤维上浆装置，根据液位变送器的液位信号控制计量泵的流量保持上浆槽内液位恒定，减少上浆槽液位波动，可保障上浆液浓度均匀一致，但不能调整大丝束碳纤维丝面宽度，易造成碳纤维单股丝束中单丝数目，超过24000根以上的大丝束碳纤维上浆后，碳纤维丝束表面和内部吸附的上浆剂量不一致，上浆量偏差大。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服上述现有技术中上浆设备和工艺中存在的缺陷，提供一种大丝束碳纤维上浆装置和上浆方法。