[发明专利]一种用于高强高模碳化硅纤维的上浆方法

说明书

本发明公开了一种用于高强高模碳化硅纤维的上浆方法，上浆剂调配：将去离子水、环氧树脂类浆料和亲水性柔软剂以质量比为26～28：4～6：1～3混合搅拌均匀，得到上浆剂；预烘燥：开启烘箱，将温度上升至100℃～130℃；上浆：将碳化硅纤维缠绕在纱筒，经上浆辊进入浆槽，将上浆剂倒入浆槽内对碳化硅纤维进行上浆处理，得到上浆纤维；将上浆纤维经烘箱烘燥后，通过张力控制器、导辊卷绕在绕纱筒上。解决了现有技术中存在的碳化硅纤维在上浆过程中易发毛、断裂，上浆剂不适配的问题。

技术领域

本发明属于纤维增强复合材料预制体制备技术领域，具体涉及一种用于高强高模碳化硅纤维的上浆方法。

背景技术

碳化硅纤维是以有机硅化合物为原料经纺丝、碳化或气相沉积而成的无机纤维，同时也是一种性能优异的陶瓷纤维。目前，碳化硅纤维在单丝制备成束时已经过一次上浆，但仅能实现纤维的顺利卷绕，形成一定规格的卷装。由于碳化硅纤维的模量高、单丝直径粗、集束性差，特别是纤维的勾结强力极低、易脆断，在预制体制备过程中纤维束因摩擦而起毛、断裂，不能满足后续纤维预制体的制备要求。所以碳化硅纤维的二次上浆成为了碳化硅纤维预制体制备的难点和关键。

目前，采用传统的上浆工艺和上浆剂对高强高模、勾结强度极低的碳化硅纤维进行二次上浆仍然存在许多问题：

(1)、碳化硅纤维具有高强高模、单丝直径粗、集束性差、纤维勾结强力极低、易脆断的特性，在上浆过程中碳化硅纤维束与纤维束、纤维束与导辊和压辊之间因摩擦引起发毛、断裂；(2)、传统的上浆工艺是将成千上万根纱线整经后卷绕在经轴上，然后再进行批量化上浆；这就要求每个卷装的纱线长度要在上千米甚至上万米以上，且在上浆过程中成千上万根纱线同时经导辊进入浆槽和烘箱；但是，目前国产碳化硅纤维的卷装长度只有500m～530m，无法使用传统的分条整经或分批整经的方式整经后上浆；而且在批量化上浆过程中纱线与纱线、纱线与导辊间摩擦较大，且为滑动摩擦，容易使碳化硅纤维束发毛和脆断，造成巨大浪费；(3)、传统的上浆剂是由多种化学助剂复配而成，其成分由纱线性能确定；对于碳化硅纤维而言，目前尚无确定的化学助剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高强高模碳化硅纤维的上浆方法，解决了现有技术中存在的碳化硅纤维在上浆过程中易发毛、断裂，上浆剂不适配的问题。

本发明所采用的技术方案是一种用于高强高模碳化硅纤维的上浆方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、上浆剂调配

将去离子水、环氧树脂类浆料和亲水性柔软剂以质量比为26～28：4～6：1～3混合搅拌均匀，得到上浆剂，备用；

步骤2、预烘燥

开启烘箱，将温度上升至100℃～130℃；

步骤3、上浆

将碳化硅纤维缠绕在纱筒，经上浆辊进入浆槽，将上浆剂倒入浆槽内对碳化硅纤维进行上浆处理，得到上浆纤维；

步骤4、将上浆纤维经烘箱烘燥后，通过张力控制器、导辊卷绕在绕纱筒上。

本发明的特点还在于：

步骤1中，环氧树脂类浆料是含固率为50％的MU系列浆料。

步骤1中，亲水性柔软剂为有机硅或甘油。

碳化硅纤维的相关参数如下：

纤维线密度为200±5tex，纤维拉伸强度≥2.30Gpa，弹性模量≥270Gpa，断裂伸长率≥1.0％。

烘箱为热吹风式烘干机。

上浆辊、导辊均为滚动导辊。

本发明的有益效果是：