CN110076927A - 一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术 - Google Patents

一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，包括如下步骤：S1：首先进行原料准备，S2：取适量步骤S1中的浆料，随后利用无堵塞泵打入成型槽内，S3：取适量步骤S2中碳纤维成品，加入预成型模具内，S4：取步骤S3的成品进行加热处理利用加热板将浸胶后的碳纤维加热，S5：对步骤S4得到的成品进行质检处理，该方法步骤明确，过程简单，在具体的实施操作过程中，所用到设备不多，能够极大的节约生产成本，而且生产出来的成品质量可靠，方便后续的生产加工。

Description

一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术
技术领域
本发明涉及纤维成型技术领域，尤其涉及一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术。
背景技术
碳纤维，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。碳纤维在制备过程中需要经过碳纤维成型这一步，可是传统的碳纤维成型方法步骤单一，而且实施起来所需的设备太多，这样极易增加成本。
发明内容
本发明提出了一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提出了一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，包括如下步骤：
S1：首先进行原料准备，准备陶瓷纤维10-50份，且该种陶瓷纤维中氧化铝的含量占比为60％，分散剂5-10份，该种分散剂为无机分散剂，其中无机分散剂能够在纤维成型时提高纤维的光泽，降低纤维的整体粘度，结合剂2-4份，添加剂2-4份，去上述材料，按照陶瓷纤维、分散剂、结合剂与添加剂10:2:1:1的比例进行配比，在温度为20-30℃的环境下混合成浆料；
S2：取适量步骤S1中的浆料，随后利用无堵塞泵打入成型槽内，将带孔模具浸入料浆槽，随后进行真空吸滤成型操作，利用真空泵形成的负压使料浆吸附在带孔模具的内表面或外表面，在靠近带孔模具的一面表面光滑平整，另一面为树皮状，随后进行脱模处理，将将成型后的条状样品从带孔模具中取出，取出之后利用干燥设备对其进行干燥处理，其中干燥温度设定为80-100℃，最终得到待加工的碳纤维成品；
S3：取适量步骤S2中碳纤维成品，加入预成型模具内，以轴向和径向两种铺层方向对碳纤维缠绕铺设，其中碳纤维轴向与径向的层数比为3:2，随后进行浸胶处理，通过牵引机构将碳纤维拉伸至浸胶装置内部，以碳纤维完全浸入浸胶装置内的环氧树脂胶中为准，同时牵引机构同步运作，继续将碳纤维牵引，并通过刮胶辊将碳纤维表面多余的环氧树脂胶挤出；
S4：取步骤S3的成品进行加热处理利用加热板将浸胶后的碳纤维加热，随着加热温度的升高，环氧树脂胶的黏性降低，并通过牵引机构将碳纤维缓慢拉出，对加热后的碳纤维持续加压，并加压至5-8bar，维持1.2-1.5h，使其固化；
S5：对步骤S4得到的成品进行质检处理，碳纤维在固化后会出现皱折和条纹现象，使用加压设备再次加压至2.8-4.2bar对复合材料叠层块进行压紧，最后得到成品碳纤维。
优选的：在步骤S2中需要利用湿整形法确保树皮状的一面光滑平整。
优选的：在步骤S2中得到待加工的纤维产品之前，需要在干燥之后对其进行表面研磨处理以及显微甄别筛选。
优选的：步骤S3中的预成型模具的尺寸为4-8mm宽，0.6-1.2m长，3-6mm厚，模具内腔设有耐磨层，且耐磨层外壁打磨光滑。
优选的：步骤S4中加热温度140-180℃，加热30-40min后停止加热，牵引机构的拉挤速度为3-8m/min。
优选的：步骤S4固化过程在热压罐中进行，热压罐采用不锈钢焊接，其内部承压1.5-3MPa。
本发明提出的一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，有益效果在于：该方法步骤明确，过程简单，在具体的实施操作过程中，所用到设备不多，能够极大的节约生产成本，而且生产出来的成品质量可靠，方便后续的生产加工。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提出了一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，包括如下步骤：
S1：首先进行原料准备，准备陶瓷纤维10份，且该种陶瓷纤维中氧化铝的含量占比为60％，分散剂5份，该种分散剂为无机分散剂，其中无机分散剂能够在纤维成型时提高纤维的光泽，降低纤维的整体粘度，结合剂2份，添加剂2份，去上述材料，按照陶瓷纤维、分散剂、结合剂与添加剂10:2:1:1的比例进行配比，在温度为20℃的环境下混合成浆料；
S2：取适量步骤S1中的浆料，随后利用无堵塞泵打入成型槽内，将带孔模具浸入料浆槽，随后进行真空吸滤成型操作，利用真空泵形成的负压使料浆吸附在带孔模具的内表面或外表面，在靠近带孔模具的一面表面光滑平整，另一面为树皮状，随后进行脱模处理，将将成型后的条状样品从带孔模具中取出，取出之后利用干燥设备对其进行干燥处理，其中干燥温度设定为80℃，最终得到待加工的碳纤维成品；
S3：取适量步骤S2中碳纤维成品，加入预成型模具内，以轴向和径向两种铺层方向对碳纤维缠绕铺设，其中碳纤维轴向与径向的层数比为3:2，随后进行浸胶处理，通过牵引机构将碳纤维拉伸至浸胶装置内部，以碳纤维完全浸入浸胶装置内的环氧树脂胶中为准，同时牵引机构同步运作，继续将碳纤维牵引，并通过刮胶辊将碳纤维表面多余的环氧树脂胶挤出；
S4：取步骤S3的成品进行加热处理利用加热板将浸胶后的碳纤维加热，随着加热温度的升高，环氧树脂胶的黏性降低，并通过牵引机构将碳纤维缓慢拉出，对加热后的碳纤维持续加压，并加压至5bar，维持1.2h，使其固化；
S5：对步骤S4得到的成品进行质检处理，碳纤维在固化后会出现皱折和条纹现象，使用加压设备再次加压至2.8bar对复合材料叠层块进行压紧，最后得到成品碳纤维。
在步骤S2中需要利用湿整形法确保树皮状的一面光滑平整。
在步骤S2中得到待加工的纤维产品之前，需要在干燥之后对其进行表面研磨处理以及显微甄别筛选。
步骤S3中的预成型模具的尺寸为4mm宽，0.6m长，3mm厚，模具内腔设有耐磨层，且耐磨层外壁打磨光滑。
步骤S4中加热温度140℃，加热30min后停止加热，牵引机构的拉挤速度为3m/min。
步骤S4固化过程在热压罐中进行，热压罐采用不锈钢焊接，其内部承压1.5MPa。
实施例2
本发明提出了一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，包括如下步骤：
S1：首先进行原料准备，准备陶瓷纤维50份，且该种陶瓷纤维中氧化铝的含量占比为60％，分散剂10份，该种分散剂为无机分散剂，其中无机分散剂能够在纤维成型时提高纤维的光泽，降低纤维的整体粘度，结合剂4份，添加剂4份，去上述材料，按照陶瓷纤维、分散剂、结合剂与添加剂10:2:1:1的比例进行配比，在温度为30℃的环境下混合成浆料；
S2：取适量步骤S1中的浆料，随后利用无堵塞泵打入成型槽内，将带孔模具浸入料浆槽，随后进行真空吸滤成型操作，利用真空泵形成的负压使料浆吸附在带孔模具的内表面或外表面，在靠近带孔模具的一面表面光滑平整，另一面为树皮状，随后进行脱模处理，将将成型后的条状样品从带孔模具中取出，取出之后利用干燥设备对其进行干燥处理，其中干燥温度设定为100℃，最终得到待加工的碳纤维成品；
S3：取适量步骤S2中碳纤维成品，加入预成型模具内，以轴向和径向两种铺层方向对碳纤维缠绕铺设，其中碳纤维轴向与径向的层数比为3:2，随后进行浸胶处理，通过牵引机构将碳纤维拉伸至浸胶装置内部，以碳纤维完全浸入浸胶装置内的环氧树脂胶中为准，同时牵引机构同步运作，继续将碳纤维牵引，并通过刮胶辊将碳纤维表面多余的环氧树脂胶挤出；
S4：取步骤S3的成品进行加热处理利用加热板将浸胶后的碳纤维加热，随着加热温度的升高，环氧树脂胶的黏性降低，并通过牵引机构将碳纤维缓慢拉出，对加热后的碳纤维持续加压，并加压至8bar，维持1.5h，使其固化；
S5：对步骤S4得到的成品进行质检处理，碳纤维在固化后会出现皱折和条纹现象，使用加压设备再次加压至4.2bar对复合材料叠层块进行压紧，最后得到成品碳纤维。
在步骤S2中需要利用湿整形法确保树皮状的一面光滑平整。
在步骤S2中得到待加工的纤维产品之前，需要在干燥之后对其进行表面研磨处理以及显微甄别筛选。
步骤S3中的预成型模具的尺寸为8mm宽，1.2m长，6mm厚，模具内腔设有耐磨层，且耐磨层外壁打磨光滑。
步骤S4中加热温度180℃，加热40min后停止加热，牵引机构的拉挤速度为8m/min。
步骤S4固化过程在热压罐中进行，热压罐采用不锈钢焊接，其内部承压3MPa。
实施例3
本发明提出了一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，包括如下步骤：
S1：首先进行原料准备，准备陶瓷纤维30份，且该种陶瓷纤维中氧化铝的含量占比为60％，分散剂6份，该种分散剂为无机分散剂，其中无机分散剂能够在纤维成型时提高纤维的光泽，降低纤维的整体粘度，结合剂3份，添加剂3份，去上述材料，按照陶瓷纤维、分散剂、结合剂与添加剂10:2:1:1的比例进行配比，在温度为25℃的环境下混合成浆料；
S2：取适量步骤S1中的浆料，随后利用无堵塞泵打入成型槽内，将带孔模具浸入料浆槽，随后进行真空吸滤成型操作，利用真空泵形成的负压使料浆吸附在带孔模具的内表面或外表面，在靠近带孔模具的一面表面光滑平整，另一面为树皮状，随后进行脱模处理，将将成型后的条状样品从带孔模具中取出，取出之后利用干燥设备对其进行干燥处理，其中干燥温度设定为90℃，最终得到待加工的碳纤维成品；
S3：取适量步骤S2中碳纤维成品，加入预成型模具内，以轴向和径向两种铺层方向对碳纤维缠绕铺设，其中碳纤维轴向与径向的层数比为3:2，随后进行浸胶处理，通过牵引机构将碳纤维拉伸至浸胶装置内部，以碳纤维完全浸入浸胶装置内的环氧树脂胶中为准，同时牵引机构同步运作，继续将碳纤维牵引，并通过刮胶辊将碳纤维表面多余的环氧树脂胶挤出；
S4：取步骤S3的成品进行加热处理利用加热板将浸胶后的碳纤维加热，随着加热温度的升高，环氧树脂胶的黏性降低，并通过牵引机构将碳纤维缓慢拉出，对加热后的碳纤维持续加压，并加压至6bar，维持1.4h，使其固化；
S5：对步骤S4得到的成品进行质检处理，碳纤维在固化后会出现皱折和条纹现象，使用加压设备再次加压至3bar对复合材料叠层块进行压紧，最后得到成品碳纤维。
在步骤S2中需要利用湿整形法确保树皮状的一面光滑平整。
在步骤S2中得到待加工的纤维产品之前，需要在干燥之后对其进行表面研磨处理以及显微甄别筛选。
步骤S3中的预成型模具的尺寸为5mm宽，1m长，4mm厚，模具内腔设有耐磨层，且耐磨层外壁打磨光滑。
步骤S4中加热温度150℃，加热35min后停止加热，牵引机构的拉挤速度为5m/min。
步骤S4固化过程在热压罐中进行，热压罐采用不锈钢焊接，其内部承压2MPa。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，其特征在于，包括以下步骤：
S1：首先进行原料准备，准备陶瓷纤维10-50份，且该种陶瓷纤维中氧化铝的含量占比为60％，分散剂5-10份，该种分散剂为无机分散剂，其中无机分散剂能够在纤维成型时提高纤维的光泽，降低纤维的整体粘度，结合剂2-4份，添加剂2-4份，去上述材料，按照陶瓷纤维、分散剂、结合剂与添加剂10:2:1:1的比例进行配比，在温度为20-30℃的环境下混合成浆料；
S2：取适量步骤S1中的浆料，随后利用无堵塞泵打入成型槽内，将带孔模具浸入料浆槽，随后进行真空吸滤成型操作，利用真空泵形成的负压使料浆吸附在带孔模具的内表面或外表面，在靠近带孔模具的一面表面光滑平整，另一面为树皮状，随后进行脱模处理，将将成型后的条状样品从带孔模具中取出，取出之后利用干燥设备对其进行干燥处理，其中干燥温度设定为80-100℃，最终得到待加工的碳纤维成品；
S3：取适量步骤S2中碳纤维成品，加入预成型模具内，以轴向和径向两种铺层方向对碳纤维缠绕铺设，其中碳纤维轴向与径向的层数比为3:2，随后进行浸胶处理，通过牵引机构将碳纤维拉伸至浸胶装置内部，以碳纤维完全浸入浸胶装置内的环氧树脂胶中为准，同时牵引机构同步运作，继续将碳纤维牵引，并通过刮胶辊将碳纤维表面多余的环氧树脂胶挤出；
S4：取步骤S3的成品进行加热处理利用加热板将浸胶后的碳纤维加热，随着加热温度的升高，环氧树脂胶的黏性降低，并通过牵引机构将碳纤维缓慢拉出，对加热后的碳纤维持续加压，并加压至5-8bar，维持1.2-1.5h，使其固化；
S5：对步骤S4得到的成品进行质检处理，碳纤维在固化后会出现皱折和条纹现象，使用加压设备再次加压至2.8-4.2bar对复合材料叠层块进行压紧，最后得到成品碳纤维。
2.根据权利要求1所述的一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，其特征在于：在步骤S2中需要利用湿整形法确保树皮状的一面光滑平整。
3.根据权利要求1所述的一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，其特征在于：在步骤S2中得到待加工的纤维产品之前，需要在干燥之后对其进行表面研磨处理以及显微甄别筛选。
4.根据权利要求1所述的一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，其特征在于：步骤S3中的预成型模具的尺寸为4-8mm宽，0.6-1.2m长，3-6mm厚，模具内腔设有耐磨层，且耐磨层外壁打磨光滑。
5.根据权利要求1所述的一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，其特征在于：步骤S4中加热温度140-180℃，加热30-40min后停止加热，牵引机构的拉挤速度为3-8m/min。
6.根据权利要求1所述的一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术，其特征在于：步骤S4固化过程在热压罐中进行，热压罐采用不锈钢焊接，其内部承压1.5-3MPa。
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