[发明专利]短切再生碳纤维的工业化制备装置与制备方法

说明书

一种短切再生碳纤维的工业化制备装置与制备方法，制备装置由由依次设置的供浆系统、上浆系统、控浆系统、预烘系统、短切系统和二烘系统组成。本发明体不仅使再生碳纤维实现有序均匀上浆、标准模块化连续短切，而且短切再生碳纤维在后加工过程中，具有良好的颗粒性、均一的堆积密度，易于实现连续喂料与精确计量，且在加工温度下，再生短切碳纤维还具有良好的开纤性、树脂分散性、复合界面高温稳定性。

技术领域

本发明涉及再生碳纤维，特别是一种短切再生碳纤维的工业化制备装置与制备方法。

技术背景

再生碳纤维的再生技术现在国内外关注的焦点仍集中于碳纤维复合材料寿命终止后的碳纤维高效回收技术、经济性与环保性能比较研究，而针对再生碳纤维的特点与后道应用装置与技术，国外已有回收碳纤维制备轻质结构用新型高性能混纺纱的研究报道；英国雪非尔大学的杰克·霍华斯(J a c k Howarth,University of sheffield)和美国北卡罗来纳州立大学的约瑟·海尔(Joseph Heil，North Carolina State University,USA)报告用再生碳纤维制作电磁屏蔽材料，但具体回收技术与装备的信息、专利极少报道。

国内再生碳纤维前处理如上浆、短切造粒、烘干、计量装置与技术，最相关的专利为CN 110042663 A---一种碳纤维束的制造方法，其权利特征关键点涉及的未上浆碳纤维的上浆剂原料品种、复合与上浆技术参数与本发明相异。

本发明所涉及的上浆剂热塑性高分子材料包含但不限于亲水性聚氨酯、聚酰胺，均为市售热塑性PI\PA\PU、PSF粉沫，经研磨、接枝化学与气相合成水性石墨稀、自制热固性环氧树脂物理共混改性、高速(7000-5000rpm)乳化自制；调配浓度5.5％～6.5％，上浆率3.0％～5.0％；上浆后的预烘温度为操作温区85±10℃；烘干时间45±15min；真空30±15Kpa；从上浆的效果上看，本发明不仅使再生碳纤维实现有序均匀上浆、标准模块化连续短切，而且使短切再生碳纤维在后加工过程中，具有良好的颗粒性、均一的堆积密度，易于实现连续喂料与精确计量，且在加工温度下，再生短切碳纤维还具有良好的开纤性、树脂分散性、复合界面高温稳定性。

发明内容

针对现有短切再生碳纤维的工业化制备中难以使再生碳纤维有序均匀上浆、上浆再生碳纤维难以实现标准化连续短切、短切的再生碳纤维难以具备规则的颗粒形态，且颗粒上浆率差异大、颗粒的堆积密度低，难以实现连续喂料与精确计量问题，本发明提供一种短切再生碳纤维的工业化制备装置与制备方法，本发明不仅使再生碳纤维实现有序均匀上浆、标准模块化连续短切，而且短切再生碳纤维在后加工过程中，具有良好的颗粒性、均一的堆积密度，易于实现连续喂料与精确计量，且在加工温度下，再生短切碳纤维还具有良好的开纤性、树脂分散性、复合界面高温稳定性。

本发明的技术解决方案如下：

一种短切再生碳纤维的工业化制备装置，其特点在于该装置由依次设置的供浆系统、上浆系统、控浆系统、预烘系统、短切系统和二烘系统组成：

所述供浆系统由搅拌器、供浆槽和供浆泵组成：其搅拌器为金属叶片式，由变频器调速控制；供浆泵为碳纤维增强PPS气动泵，位于所述的供浆槽与上浆槽之间正中部的地面上，金属螺栓固定于地面。供浆槽的底部具有出料管口阀门和排污阀门与供料泵的左侧管口连接；供料泵的进口右侧与上浆槽、控浆槽底部的排料阀门相连；供浆泵的出口左侧阀门与供浆槽顶部回流管口相连接，右侧阀门与上浆槽左侧竖立的上浆剂分配管进口相连接。