CN113500797B - 一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其工作步骤包括步骤一：预浸液制备；步骤二：碳纤维束丝浸泡，与此同时，取单独的一束碳纤维束丝进行弹力检测，并获取弹力检测数值T1；步骤三：碳纤维束丝取出，等待表面环氧树脂冷却定型后，对表面的环氧树脂进行弹力检测；步骤四：将步骤二与步骤三中检测得到的弹力检测数值T1和T2进行对比；步骤五：在T1与T2相等后，将表面附着有环氧树脂的碳纤维束丝进行收卷处理；步骤六：将步骤五收卷后的碳纤维束丝予以集中固化成型处理。本发明通过设置有抹平圆管和糙化圆管，即可实现简化安装，也可实现碳纤维束丝表面浸液的均匀分布和糙化处理，加强碳纤维束丝的表面摩擦作用。

Description

一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及碳纤维加工技术领域，具体为一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法。
背景技术
碳纤维，以腈纶和粘胶纤维为原料，经高温氧化碳化形成的一种高强度高模量的纤维，耐高温性能强，此外还具有质轻、柔软的特性，因此碳纤维通常作为增强材料，与树脂、金属、陶瓷及炭等进行复合处理，制造先进复合材料，大量应用在航空航天、军事及工业等领域，通过使用碳纤维复合材料对容器进行缠绕处理，可时的容易获得较强刚度的同时，减少质量的负重，因此针对容器缠绕这一加工领域，需要一种特殊的碳纤维材料。
现有的碳纤维加工方法存在的缺陷是：
1、对比文件CN111497201A公开了一种碳纤维复合管件缠绕加工成型方法，“包括以下步骤：步骤一、粘贴碳纤维复合丝束：将碳纤维复合丝束一端粘贴在芯模表面；步骤二、缠绕碳纤维复合丝束：通过驱动电机带动转动轴和芯模转动，通过往复电机带动移动板和芯模沿着导向杆往复运动，从而将碳纤维复合丝束缠绕在芯模表面；步骤三、固化成型碳纤维复合管：将缠绕有碳纤维复合丝束的芯模取下后加热，固化成型后将碳纤维复合管从芯模上取下。通过本发明对碳纤维复合管件缠绕加工时，避免了固化后碳纤维复合管件内部空隙的产生，且提高了碳纤维复合管件厚度的均匀性”，该装置在进行碳纤维复合管件缠绕加工时，通过涂抹机构的海绵筒对浸润有树脂的碳纤维丝复合束表面各处进行旋转式的抹匀，并对经表面抹匀后的碳纤维丝复合束施加高频的振动，进一步提高碳纤维丝复合束上各处树脂量的均匀性，从而保证每层碳纤维复合丝束的厚度均匀，但是该操作步骤不仅繁琐，且涉及的操作设备也较多，导致装置安装不够紧凑，且无法实现对碳纤维表面环氧树脂厚度的控制，容易造成加工后碳纤维束丝直径较大，难以满足加工要求；
2、对比文件CN109454891A公开了一种耐磨耐燃的碳纤维管加工工艺，“包括以下步骤：S1、准备原料、碳纤维布、玻璃纤维布、碳纤维丝，然后进行裁剪成所需形状，然后将碳纤维布在预浸溶液中进行预浸；S2、在模芯上涂上脱模剂，然后利用碳纤维布在模芯上进行缠绕；S3、通过强力胶将碳纤维丝粘结于玻璃碳纤维丝的正反两面，其中正面为水平方向粘结，反面为垂直方向粘结；S4、在模芯表面包裹的碳纤维布上涂上预浸溶液，同时将粘结有碳纤维丝的玻璃纤维布在预浸溶液中预浸，然后将正面包裹在模芯上的碳纤维布的表面，进行缠绕，本发明通过在碳纤维布层内增加玻璃纤维布层，使得耐燃性能有效的提高”，该装置加工时，通过强力胶将碳纤维丝粘结于玻璃碳纤维丝的正反两面，其中正面为水平方向粘结，反面为垂直方向粘结来加强碳纤维丝与玻璃碳纤维丝之间的连接作用，但是在需要使用该碳纤维结构进行不锈钢压力容器缠绕操作时，碳纤维丝表面的摩擦系数较低，导致相邻两层碳纤维丝之间和碳纤维丝与不锈钢压力容器内衬之间的摩擦作用往往较弱，易发生打滑现象，影响缠绕操作的紧密性；
3、对比文件CN110592948A公开了一种新型碳纤维加工方法，“具体按照如下操作步骤：S1：混合过胶，将树脂与热固胶在真空混合罐中均匀搅拌混合，再将混合液通过过胶机涂布在碳纤维的表面；S2：定型，再将过胶好的碳纤维布置于模具中，以220-230℃温度热压20-30s成型；S3：整形；再将透明树脂粉末均匀撒在成型后的碳纤维表面，之后再置于模具中以高温250度热压成型；S4：二次定型。本发明利用过胶机首先对碳纤维面料进行过胶处理，并在高温条件下，使得碳纤维面料能够快速在模具中完成定型，再将透明树脂粉末撒在定型的碳纤维面料上再次进行高温整形，能够有效防止碳纤维面料的纹路倾斜，提高产品品质，本发明操作简单耗时短，能够快速获得整洁美观的碳纤维工件”，该装置在进行步骤三整形操作时，将透明树脂粉末均匀撒在成型后的碳纤维表面，在此过程中缺少相应的物料收集装置，容易造成物料的浪费，也易导致加工成本的上升；
4、对比文件CN109867940B公开了一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法，“所述碳纤维增强聚碳酸酯复合材料按重量百分比算，包括如下组分：聚碳酸酯50～75％；助剂5％～10％；碳纤维20％～40％；碳纤维增强聚碳酸酯复合材料中，碳纤维保留长度及其分布按重量百分比算，包括如下组分：小于800um30％～40％；800um～1500um20％-35％；大于1500um和小于等于1800um20％～35％；大于1800um5％～10％。制备得到的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料刚性增强的同时具有优异的导电性能，充分发挥了碳纤维自身的特性，增加了材料的适用性和实用性”，该装置在加工时，忽视了碳纤维束丝与表面复合材料之间弹力系数的检测，导致二者弹力系数不同是，在受到相同拉伸作用力的情况下二者的拉伸形变程度产生差异，导致装置内部碳纤维束丝与表面复合材料之间的连接紧密性降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其工作步骤包括如下：
步骤一：预浸液制备，将环氧树脂加热，使其软化，并去除内部气泡；
步骤二：碳纤维束丝浸泡，将碳纤维束丝浸泡在软化后的环氧树脂内部，使其表面均匀覆盖有环氧树脂胶体，与此同时，取单独的一束碳纤维束丝进行浸泡前的弹力检测，并获取弹力检测数值T1；
步骤三：浸泡结束后将表面附着有环氧树脂胶体的碳纤维束丝取出，等待表面环氧树脂冷却定型后，对表面的环氧树脂进行弹力检测，获取相应的弹力检测数值T2；
步骤四：将步骤二与步骤三中检测得到的弹力检测数值T1和T2进行对比，在T1与T2相等时，进入下一步，在T1与T2不等时,需将碳纤维束丝表面的环氧树脂剥离去除，重复步骤一；
步骤五：在T1与T2相等后，将表面附着有环氧树脂的碳纤维束丝进行收卷处理；
步骤六：将步骤五收卷后的碳纤维束丝予以集中固化成型处理。
优选的，步骤一中环氧树脂使用的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、偏苯三酸、偏苯三酸酐、均苯四甲酸或均苯四甲酸二酐中的一种或者任意两种或者任意三种或者任意四种的排列组合。
优选的，所述步骤二中碳纤维束丝的浸泡为水浴浸泡方式，水浴浸泡温度范围为80-100摄氏度。
优选的，所述步骤五中碳纤维束丝收卷包括有安装底板、伸缩支架、圆筒、抹平圆管和糙化圆管，其中所述安装底板的顶部安装有两组对称布置的伸缩支架，所述伸缩支架相对的侧表面通过轴件安装有圆筒，所述安装底板的顶部通过螺栓安装有伸缩圆柱，且伸缩圆柱位于伸缩支架的后方，所述伸缩圆柱的顶部安装有横板，所述横板的内部嵌合安装有抹平圆管和糙化圆管，且糙化圆管位于抹平圆管的后方，所述安装底板的顶部安装有集料框，且集料框位于抹平圆管和糙化圆管的下方，所述安装底板的顶部安装有两组对称布置的固定框架,所述固定框架相对的侧表面通过轴件安装有收卷圆杆和牵引圆杆，且牵引圆杆位于收卷圆杆的上方，所述固定框架的一侧表面安装有驱动电机，且驱动电机的输出端与收卷圆杆的一端连接。
优选的，所述伸缩圆柱和伸缩支架、牵引圆杆的工作高度相同，所述收卷圆杆的安装高度低于抹平圆管和糙化圆管的安装高度。
优选的，所述圆筒的表面环绕覆盖有隔离膜。
优选的，所述抹平圆管的内部等距设有贯穿的抹平圆孔。
优选的，所述糙化圆管的内部等距设有糙化圆孔，且糙化圆孔的安装位置与安装数量均与抹平圆孔相同。
优选的，所述糙化圆孔的内壁分成均匀的四个部分，分别为一号防滑区、二号防滑区、三号防滑区和四号防滑区，其中一号防滑区和三号防滑区的防滑凸纹相同，方向相反，二号防滑区和四号防滑区的防滑凸纹相同，方向相反。
优选的，其操作步骤如下：
S1、将经过步骤五处理后的碳纤维束丝搁置在附着有隔离膜的圆筒表面，随即将碳纤维束丝穿过抹平圆孔和糙化圆孔后，将碳纤维束丝的一端缠绕在收卷圆杆的表面，随即启动驱动电机，带动装置自主进行收卷；
S2、在收卷过程中，碳纤维束丝先后经过抹平圆孔和糙化圆孔内部，进而可对碳纤维束丝表面多余的环氧树脂浸料予以刮除，进而获得合适厚度的环氧树脂浸料层；
S3、在碳纤维束丝经过糙化圆孔内部时，其内壁四组防滑区的纹路刻印在碳纤维束丝的表面，且四组防滑区的防滑纹路两两相对，镜像布置，可增强碳纤维束丝表面的摩擦作用，避免其后续在对不锈钢压力容器进行缠绕操作时，相邻两层的碳纤维束丝发生打滑现象；
S4、在进行S2、S3工序过程中，碳纤维束丝表面多余的环氧树脂浸料掉落至集料框内部，进而辅助工作人员实现环氧树脂原料的回收，节省碳纤维的制备成本；
S5、之后随着驱动电机的转动，可促使经过抹平、糙化处理后的碳纤维束丝规整、平顺的缠绕收集在收卷圆杆的表面，结束碳纤维的制备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过安装有抹平圆管和抹平圆孔，可在收卷过程中对经过抹平圆孔内部碳纤维束丝表面多余的环氧树脂层予以刮除处理，且抹平圆管与圆筒的安装高度一致，可保持碳纤维束丝在穿过抹平圆管时其内部的抹平圆孔与碳纤维束丝表面的环氧树脂层保持平稳充分的接触，从而可实现平整刮除，保证碳纤维束丝表面环氧树脂层后补满足要求的同时，还可保证碳纤维束丝表面环氧树脂层的均匀分布。
2、本发明通过安装有糙化圆管、糙化圆孔、一号防滑区、二号防滑区、三号防滑区和四号防滑区，在碳纤维束丝经过糙化圆孔时，一号防滑区和三号防滑区、二号防滑区和四号防滑区可对经过的碳纤维束丝表面未完全定型的环氧树脂层进行刻蚀处理，从而使得经过糙化圆孔内部的碳纤维束丝其表面附着有四组不同的防滑图纹，由于其中相对的两组防滑图纹为镜像布置，因此在使用该碳纤维束丝进行不锈钢压力容器缠绕操作时，相邻两层之间的碳纤维束丝可凭借其表面的多组防滑纹以及镜像布置的防滑纹可增加其摩擦作用，继而保证在使用该碳纤维束丝进行不锈钢压力容器缠绕操作时，相邻的碳纤维束丝以及碳纤维束丝与不锈钢容器内衬表面之间可保持较为稳定的连接紧密作用，此外在使用糙化圆管对碳纤维束丝进行相应的糙化操作时，其内部防滑区的防滑图纹以及防滑区域数量的设置可根据实际使用情况变化，可以为两组镜像布置的防滑区域，也可以是六组或者八组镜像布置的防滑区域。
3、本发明通过安装有圆筒、隔离膜和集料框，可在加工过程中实现碳纤维束丝表面与圆筒的隔离，继而阻止碳纤维束丝表面未定型的环氧树脂层粘附在圆筒表面，避免物料浪费的同时，还可保证碳纤维束丝后续进行的磨平以及糙化穿孔操作的精确度，而集料框的设置，可对碳纤维束丝进行磨平以及糙化穿孔过程中刮除的多余的环氧树脂原料予以收集，继而实现物料的回收利用，降低加工成本；
4、本发明通过对环氧树脂层的弹力系数予以检测，可与待加工的碳纤维束丝的弹力系数进行对比，可为后续判断碳纤束丝和环氧树脂层之间同步拉伸提供参考依据，在二者弹力系数相同的情况下，在后续使用碳纤维束丝进行不锈钢压力容器缠绕操作时，其拉伸形变程度相同，可保证碳纤维束丝与环氧树脂层之间的紧密联系，保证碳纤维束丝表面环氧树脂的均匀分布。
附图说明
图1为本发明的流程结构示意图；
图2为本发明的设备整体结构示意图；
图3为本发明的圆筒和隔离膜安装结构示意图；
图4为本发明的糙化圆孔组成结构示意图。
图中：1、安装底板；2、伸缩支架；3、圆筒；301、隔离膜；4、集料框；5、伸缩圆柱；6、抹平圆管；601、抹平圆孔；7、糙化圆管；701、糙化圆孔；702、一号防滑区；703、二号防滑区；704、三号防滑区；705、四号防滑区；8、收卷圆杆；9、固定框架；10、驱动电机；11、牵引圆杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-图4
实施例一
一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其工作步骤包括如下：
步骤一：预浸液制备，将环氧树脂加热，使其软化，并去除内部气泡；
步骤二：碳纤维束丝浸泡，将碳纤维束丝浸泡在软化后的环氧树脂内部，使其表面均匀覆盖有环氧树脂胶体，与此同时，取单独的一束碳纤维束丝进行浸泡前的弹力检测，并获取弹力检测数值T1；
步骤三：浸泡结束后将表面附着有环氧树脂胶体的碳纤维束丝取出，等待表面环氧树脂冷却定型后，对表面的环氧树脂进行弹力检测，获取相应的弹力检测数值T2；
步骤四：将步骤二与步骤三中检测得到的弹力检测数值T1和T2进行对比，在T1与T2相等时，进入下一步，在T1与T2不等时,需将碳纤维束丝表面的环氧树脂剥离去除，重复步骤一；
步骤五：在T1与T2相等后，将表面附着有环氧树脂的碳纤维束丝进行收卷处理；
步骤六：将步骤五收卷后的碳纤维束丝予以集中固化成型处理。
进一步，步骤一中环氧树脂使用的固化剂为二乙烯三胺。
进一步，所述步骤二中碳纤维束丝的浸泡为水浴浸泡方式，水浴浸泡温度范围为80摄氏度。
实施例二
一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其工作步骤包括如下：
步骤一：预浸液制备，将环氧树脂加热，使其软化，并去除内部气泡；
步骤二：碳纤维束丝浸泡，将碳纤维束丝浸泡在软化后的环氧树脂内部，使其表面均匀覆盖有环氧树脂胶体，与此同时，取单独的一束碳纤维束丝进行浸泡前的弹力检测，并获取弹力检测数值T1；
步骤三：浸泡结束后将表面附着有环氧树脂胶体的碳纤维束丝取出，等待表面环氧树脂冷却定型后，对表面的环氧树脂进行弹力检测，获取相应的弹力检测数值T2；
步骤四：将步骤二与步骤三中检测得到的弹力检测数值T1和T2进行对比，在T1与T2相等时，进入下一步，在T1与T2不等时,需将碳纤维束丝表面的环氧树脂剥离去除，重复步骤一；
步骤五：在T1与T2相等后，将表面附着有环氧树脂的碳纤维束丝进行收卷处理；
步骤六：将步骤五收卷后的碳纤维束丝予以集中固化成型处理。
进一步，步骤一中环氧树脂使用的固化剂为二乙烯三胺和三乙烯四胺。
进一步，所述步骤二中碳纤维束丝的浸泡为水浴浸泡方式，水浴浸泡温度范围为85摄氏度。
实施例三
一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其工作步骤包括如下：
步骤一：预浸液制备，将环氧树脂加热，使其软化，并去除内部气泡；
步骤二：碳纤维束丝浸泡，将碳纤维束丝浸泡在软化后的环氧树脂内部，使其表面均匀覆盖有环氧树脂胶体，与此同时，取单独的一束碳纤维束丝进行浸泡前的弹力检测，并获取弹力检测数值T1；
步骤三：浸泡结束后将表面附着有环氧树脂胶体的碳纤维束丝取出，等待表面环氧树脂冷却定型后，对表面的环氧树脂进行弹力检测，获取相应的弹力检测数值T2；
步骤四：将步骤二与步骤三中检测得到的弹力检测数值T1和T2进行对比，在T1与T2相等时，进入下一步，在T1与T2不等时,需将碳纤维束丝表面的环氧树脂剥离去除，重复步骤一；
步骤五：在T1与T2相等后，将表面附着有环氧树脂的碳纤维束丝进行收卷处理；
步骤六：将步骤五收卷后的碳纤维束丝予以集中固化成型处理。
进一步，步骤一中环氧树脂使用的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺和偏苯三酸。
进一步，所述步骤二中碳纤维束丝的浸泡为水浴浸泡方式，水浴浸泡温度范围为90摄氏度。
实施例四
一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其工作步骤包括如下：
步骤一：预浸液制备，将环氧树脂加热，使其软化，并去除内部气泡；
步骤二：碳纤维束丝浸泡，将碳纤维束丝浸泡在软化后的环氧树脂内部，使其表面均匀覆盖有环氧树脂胶体，与此同时，取单独的一束碳纤维束丝进行浸泡前的弹力检测，并获取弹力检测数值T1；
步骤三：浸泡结束后将表面附着有环氧树脂胶体的碳纤维束丝取出，等待表面环氧树脂冷却定型后，对表面的环氧树脂进行弹力检测，获取相应的弹力检测数值T2；
步骤四：将步骤二与步骤三中检测得到的弹力检测数值T1和T2进行对比，在T1与T2相等时，进入下一步，在T1与T2不等时,需将碳纤维束丝表面的环氧树脂剥离去除，重复步骤一；
步骤五：在T1与T2相等后，将表面附着有环氧树脂的碳纤维束丝进行收卷处理；
步骤六：将步骤五收卷后的碳纤维束丝予以集中固化成型处理。
优选的，步骤一中环氧树脂使用的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺和偏苯三酸。
优选的，所述步骤二中碳纤维束丝的浸泡为水浴浸泡方式，水浴浸泡温度范围为100摄氏度。
实施例五
如图2-图3所示，本发明提供的一种技术方案：
步骤五中碳纤维束丝收卷包括有安装底板1、伸缩支架2、圆筒3、抹平圆管6和糙化圆管7，其中安装底板1的顶部安装有两组对称布置的伸缩支架2，安装底板1为伸缩支架2、伸缩圆柱5以及固定框架9的安装提供支撑作用的同时还可增加其与地面的接触面积，保证整体稳定性，伸缩支架2与伸缩圆柱5均为高度可调节的结构，方便工作人员在进行碳纤维束丝收卷操作前进行安装调整，以便顺利进行收卷操作，伸缩支架2相对的侧表面通过轴件安装有圆筒3，圆筒3可与抹平圆管6和糙化圆管7配合，为碳纤维束丝的收卷搭接提供支撑作用，安装底板1的顶部通过螺栓安装有伸缩圆柱5，且伸缩圆柱5位于伸缩支架2的后方，伸缩圆柱5的顶部安装有横板，横板的内部嵌合安装有抹平圆管6和糙化圆管7，且糙化圆管7位于抹平圆管6的后方，抹平圆管6和糙化圆管7与横板为嵌合安装，因此可实现抹平圆管6和糙化圆管7的灵活更换，继而可根据实际需要的碳纤维厚度尺寸以及糙化程度选择性组合不同的抹平圆管6和糙化圆管7，以达到实际的加工需要，安装底板1的顶部安装有集料框4，且集料框4位于抹平圆管6和糙化圆管7的下方，在碳纤维束丝穿过抹平圆管6和糙化圆管7内部相应的圆孔时，碳纤维束丝表面多余的环氧树脂浸料被抹平圆管6和糙化圆管7内部圆孔刮除，继而掉落至集料框4内部，可辅助工作人员实现环氧树脂原料的回收，节省碳纤维的制备成本，安装底板1的顶部安装有两组对称布置的固定框架9，固定框架9相对的侧表面通过轴件安装有收卷圆杆8和牵引圆杆11，且牵引圆杆11位于收卷圆杆8的上方，固定框架9可将收卷圆杆8和牵引圆杆11集中安装在同一平面，使得装置碳纤维束丝在收卷时可提供牵引张力的支持，固定框架9的一侧表面安装有驱动电机10，且驱动电机10的输出端与收卷圆杆8的一端连接，在驱动电机10的带动下，可使得收卷圆杆8转动，继而带动表面缠绕的碳纤维束丝进行收卷操作，实现装置的自动化收卷加工，减轻人力负担。
进一步，伸缩圆柱5和伸缩支架2、牵引圆杆11的工作高度相同，收卷圆杆8的安装高度低于抹平圆管6和糙化圆管7的安装高度，由于伸缩圆柱5和伸缩支架2、牵引圆杆11的高度相同，因此在碳纤维束丝在经过圆筒3表面进入抹平圆管6和糙化圆管7内部的抹平圆孔601和糙化圆孔701时，其内部的碳纤维束丝可保持水平状态，从而可有效避免牵引过程中因碳纤维束丝发生倾斜导致其与抹平圆孔601和糙化圆孔701接触不充分导致的抹平不充分以及糙化不充分，保证碳纤维束丝在加工过程中抹平和糙化工序的完整性；
而碳纤维束丝穿过糙化圆管7内部后贴合在牵引圆杆11的表面随后缠绕在收卷圆杆8的表面，收卷圆杆8的安装高度低于抹平圆管6和糙化圆管7，由此在收卷圆杆8转动时，牵引圆杆11和收卷圆杆8表面的碳纤维束丝处于紧绷状态，可避免碳纤维束丝在收卷时发生褶皱。
进一步，圆筒3的表面环绕覆盖有隔离膜301，隔离膜301为张力膜制成，具有较强的表面张力，因此表面粘附有环氧树脂的碳纤维束丝搭接在圆筒3的表面时，碳纤维束丝在收卷移动过程中，其表面的环氧树脂难以粘附子啊隔离膜301的表面，继而阻止环氧树脂的脱落，确保碳纤维束丝表面环氧树脂的充分保留。
进一步，抹平圆管6的内部等距设有贯穿的抹平圆孔601，抹平圆孔601的直径为要求的碳纤维束丝与环氧树脂层厚度之和，因此在碳纤维束丝表面环氧树脂层较厚时，在其穿过抹平圆管6内部时，碳纤维束丝表面多余的环氧树脂层会被抹平圆孔601全面刮除，从而使得碳纤维束丝表面的环氧树脂层分布的较为均匀，且操作简单。
进一步，启动驱动电机10，带动收卷圆杆8转动，即可将碳纤维收卷，以备进行步骤六。
实施例六
糙化圆管7的内部等距设有糙化圆孔701，且糙化圆孔701的安装位置与安装数量均与抹平圆孔601相同，糙化圆孔701的内壁分成均匀的四个部分，分别为一号防滑区702、二号防滑区703、三号防滑区704和四号防滑区705，其中一号防滑区702和三号防滑区704的防滑凸纹相同，方向相反，二号防滑区703和四号防滑区705的防滑凸纹相同，方向相反。
本实施例与实施例五相同的部分不再赘述，如图4所示，进一步，将碳纤维束丝穿过糙化圆孔701内部后，糙化圆孔701内壁的一号防滑区702和三号防滑区704、二号防滑区703和四号防滑区705可对经过的碳纤维束丝表面未完全定型的环氧树脂层进行刻蚀处理，从而使得经过糙化圆孔701内部的碳纤维束丝其表面附着有四组不同的防滑图纹，且其中相对的两组防滑图纹为镜像布置，因此在使用该碳纤维束丝进行不锈钢压力容器缠绕操作时，相邻两层之间的碳纤维束丝可凭借其表面的多组防滑纹以及镜像布置的防滑纹可增加其摩擦作用，继而保证在使用该碳纤维束丝进行不锈钢压力容器缠绕操作时，相邻的碳纤维束丝以及碳纤维束丝与不锈钢容器内衬表面之间可保持较为稳定的连接紧密作用。
在使用糙化圆管7对碳纤维束丝进行相应的糙化操作时，其内部防滑区的防滑图纹以及防滑区域数量的设置可根据实际使用情况变化，可以为两组镜像布置的防滑区域，也可以是六组或者八组镜像布置的防滑区域。
工作原理：步骤一中固化剂的添加种类为二乙烯三胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和偏苯三酸，其中二乙烯三胺和三乙烯四胺为同族化合物，性质差别不大，具有辅助叠加作用，而偏苯三酸与二乙烯三胺和三乙烯四胺的结构差异较大，化学性质存在差异，与二乙烯三胺和三乙烯四胺混合后器对环氧树脂的固化作用减弱，因此推荐使用二乙烯三胺和三乙烯四胺的混合固化剂；
在步骤二中，采用水水浴加热的方式，可确保碳纤维束丝在接受加热时能收到稳定而均匀的加热处理，避免受热不均导致碳纤维束丝与环氧数值表面粘附紧密程度不均匀；
将经过步骤五处理后的碳纤维束丝搁置在附着有隔离膜301的圆筒3表面，随即将碳纤维束丝穿过抹平圆孔601和糙化圆孔701后，将碳纤维束丝的一端缠绕在收卷圆杆8的表面，随即启动驱动电机10，带动装置自主进行收卷,在收卷过程中，碳纤维束丝先后经过抹平圆孔601和糙化圆孔701内部，进而可对碳纤维束丝表面多余的环氧树脂浸料予以刮除，进而获得合适厚度的环氧树脂浸料层,在碳纤维束丝经过糙化圆孔701内部时，其内壁四组防滑区的纹路刻印在碳纤维束丝的表面，且四组防滑区的防滑纹路两两相对，镜像布置，可增强碳纤维束丝表面的摩擦作用，避免其后续在对不锈钢压力容器进行缠绕操作时，相邻两层的碳纤维束丝发生打滑现象,在进行S2、S3工序过程中，碳纤维束丝表面多余的环氧树脂浸料掉落至集料框4内部，进而辅助工作人员实现环氧树脂原料的回收，节省碳纤维的制备成本,之后随着驱动电机10的转动，可促使经过抹平、糙化处理后的碳纤维束丝规整、平顺的缠绕收集在收卷圆杆8的表面，结束碳纤维的制备；
制备结束后，为确保碳纤维固化成型的速度，可将其放在低温环境中，以加强环氧树脂表层的固化成型速度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其工作步骤包括如下：
步骤一：预浸液制备，将环氧树脂加热，使其软化，并去除内部气泡；
步骤二：碳纤维束丝浸泡，将碳纤维束丝浸泡在软化后的环氧树脂内部，使其表面均匀覆盖有环氧树脂胶体，与此同时，取单独的一束碳纤维束丝进行浸泡前的弹力检测，并获取弹力检测数值T1；
步骤三：浸泡结束后将表面附着有环氧树脂胶体的碳纤维束丝取出，等待表面环氧树脂冷却定型后，对表面的环氧树脂进行弹力检测，获取相应的弹力检测数值T2；
步骤四：将步骤二与步骤三中检测得到的弹力检测数值T1和T2进行对比，在T1与T2相等时，进入下一步，在T1与T2不等时,需将碳纤维束丝表面的环氧树脂剥离去除，重复步骤一；
步骤五：在T1与T2相等后，将表面附着有环氧树脂的碳纤维束丝进行收卷处理；
步骤六：将步骤五收卷后的碳纤维束丝予以集中固化成型处理。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其特征在于：步骤一中环氧树脂使用的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、偏苯三酸、偏苯三酸酐、均苯四甲酸或均苯四甲酸二酐中的一种或者任意两种或者任意三种或者任意四种的排列组合。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤二中碳纤维束丝的浸泡为水浴浸泡方式，水浴浸泡温度范围为80-100摄氏度。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤五中碳纤维束丝收卷包括有安装底板(1)、伸缩支架(2)、圆筒(3)、抹平圆管(6)和糙化圆管(7)，其中所述安装底板(1)的顶部安装有两组对称布置的伸缩支架(2)，所述伸缩支架(2)相对的侧表面通过轴件安装有圆筒(3)，所述安装底板(1)的顶部通过螺栓安装有伸缩圆柱(5)，且伸缩圆柱(5)位于伸缩支架(2)的后方，所述伸缩圆柱(5)的顶部安装有横板，所述横板的内部嵌合安装有抹平圆管(6)和糙化圆管(7)，且糙化圆管(7)位于抹平圆管(6)的后方，所述安装底板(1)的顶部安装有集料框(4)，且集料框(4)位于抹平圆管(6)和糙化圆管(7)的下方，所述安装底板(1)的顶部安装有两组对称布置的固定框架(9),所述固定框架(9)相对的侧表面通过轴件安装有收卷圆杆(8)和牵引圆杆(11)，且牵引圆杆(11)位于收卷圆杆(8)的上方，所述固定框架(9)的一侧表面安装有驱动电机(10)，且驱动电机(10)的输出端与收卷圆杆(8)的一端连接。
5.根据权利要求4所述的一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其特征在于：所述伸缩圆柱(5)和伸缩支架(2)、牵引圆杆(11)的工作高度相同，所述收卷圆杆(8)的安装高度低于抹平圆管(6)和糙化圆管(7)的安装高度。
6.根据权利要求4所述的一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其特征在于：所述圆筒(3)的表面环绕覆盖有隔离膜(301)。
7.根据权利要求4所述的一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其特征在于：所述抹平圆管(6)的内部等距设有贯穿的抹平圆孔(601)。
8.根据权利要求4所述的一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其特征在于：所述糙化圆管(7)的内部等距设有糙化圆孔(701)，且糙化圆孔(701)的安装位置与安装数量均与抹平圆孔(601)相同。
9.根据权利要求8所述的一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其特征在于：所述糙化圆孔(701)的内壁分成均匀的四个部分，分别为一号防滑区(702)、二号防滑区(703)、三号防滑区(704)和四号防滑区(705)，其中一号防滑区(702)和三号防滑区(704)的防滑凸纹相同，方向相反，二号防滑区(703)和四号防滑区(705)的防滑凸纹相同，方向相反。
10.根据权利要求4-9任意一项所述的一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其操作步骤如下：
S1、将经过步骤五处理后的碳纤维束丝搁置在附着有隔离膜(301)的圆筒(3)表面，随即将碳纤维束丝穿过抹平圆孔(601)和糙化圆孔(701)后，将碳纤维束丝的一端缠绕在收卷圆杆(8)的表面，随即启动驱动电机(10)，带动装置自主进行收卷；
S2、在收卷过程中，碳纤维束丝先后经过抹平圆孔(601)和糙化圆孔(701)内部，进而可对碳纤维束丝表面多余的环氧树脂浸料予以刮除，进而获得合适厚度的环氧树脂浸料层；
S3、在碳纤维束丝经过糙化圆孔(701)内部时，其内壁四组防滑区的纹路刻印在碳纤维束丝的表面，且四组防滑区的防滑纹路两两相对，镜像布置，可增强碳纤维束丝表面的摩擦作用，避免其后续在对不锈钢压力容器进行缠绕操作时，相邻两层的碳纤维束丝发生打滑现象；
S4、在进行S2、S3工序过程中，碳纤维束丝表面多余的环氧树脂浸料掉落至集料框(4)内部，进而辅助工作人员实现环氧树脂原料的回收，节省碳纤维的制备成本；
S5、之后随着驱动电机(10)的转动，可促使经过抹平、糙化处理后的碳纤维束丝规整、平顺的缠绕收集在收卷圆杆(8)的表面，结束碳纤维的制备。
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