CN113668250A - 超高强度碳纤维原丝用油剂制备工艺及制备装置 - Google Patents
超高强度碳纤维原丝用油剂制备工艺及制备装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113668250A CN113668250A CN202111048834.6A CN202111048834A CN113668250A CN 113668250 A CN113668250 A CN 113668250A CN 202111048834 A CN202111048834 A CN 202111048834A CN 113668250 A CN113668250 A CN 113668250A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalytic
- carbon fiber
- parts
- barrel
- ultrahigh
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims abstract description 51
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims abstract description 51
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 239000002243 precursor Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 claims abstract description 53
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 49
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 34
- 239000008041 oiling agent Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 17
- HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N octamethylcyclotetrasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 20
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 20
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 20
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 11
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 10
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 claims description 10
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 10
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 10
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 10
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 5
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 5
- XHUJMZSODJAAQE-UHFFFAOYSA-N trimethyl-[methyl(propyl)silyl]silane Chemical compound C[SiH]([Si](C)(C)C)CCC XHUJMZSODJAAQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 claims 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005815 base catalysis Methods 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- VIPCDVWYAADTGR-UHFFFAOYSA-N trimethyl(methylsilyl)silane Chemical compound C[SiH2][Si](C)(C)C VIPCDVWYAADTGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- PQVJZFXJQRWMKB-UHFFFAOYSA-N NC([Si]([SiH](C)CCC)(C)C)N Chemical compound NC([Si]([SiH](C)CCC)(C)C)N PQVJZFXJQRWMKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012756 surface treatment agent Substances 0.000 description 1
- UHUUYVZLXJHWDV-UHFFFAOYSA-N trimethyl(methylsilyloxy)silane Chemical compound C[SiH2]O[Si](C)(C)C UHUUYVZLXJHWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/643—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain
- D06M15/6436—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain containing amino groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
- B01J8/10—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by stirrers or by rotary drums or rotary receptacles or endless belts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/42—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F11/00—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture
- D01F11/10—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon
- D01F11/14—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon with organic compounds, e.g. macromolecular compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/643—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain
- D06M15/647—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain containing polyether sequences
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/643—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain
- D06M15/65—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain containing epoxy groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
Abstract
本发明公开了超高强度碳纤维原丝用油剂的制备装置,包括制备设备,制备设备包括底板、催化机构、搅拌机构、均化机构和控制机构;催化机构用于对超高强度碳纤维原丝用油剂的生产进行催化反应,催化机构包括机架和催化罐,机架安装于底板的一侧;本发明使用时,将二氨丙基四甲基二硅烷与八甲基环四硅氧烷在催化罐中碱催化并开环聚合2‑3小时后,缓慢滴入聚合物20%‑40%的高分子活性基团M,催化反应1.5~2.5小时,后通过乳化桶内的流量传感器检测反应物质粘度合格即反应终止,并根据温度传感器控制加热板使反应物保持在60℃,在油剂合成的基础上嵌入高分子反应基团M,使油剂既保持良好的耐热性,抗静电性和可纺性,又能够大幅度提高碳纤维拉伸强度。
Description
技术领域
本发明涉及碳纤维原丝油剂生产技术领域,具体来说,涉及超高强度碳纤维原丝用油剂制备工艺,尤其还涉及超高强度碳纤维原丝用油剂的制备装置。
背景技术
碳纤维原丝油剂为提高碳纤维原丝的高温抗静电性和平滑性等目的而须附着的表面处理剂,然而,现有技术中的超高强度碳纤维原丝用油剂还存在一定问题:
一、现有技术中的碳纤维原丝油剂无法保持良好的耐热性,抗静电性和可纺性,使得碳纤维拉伸强度较低,无法满足特殊用途领域的应用;
二、现有技术中的碳纤维原丝油剂的生产通常由多个生产装置进行生产,无法组成统一的生产线,需要投入大量的费用以及占有较多场地,导致生产流程过长;
三、现有技术中的碳纤维原丝油剂生产过程中,需要操作人员根据生产环境手动控制生产设备的启动与关闭,导致油剂生产自动化程度不足,浪费了人力劳动力。
为此,提出超高强度碳纤维原丝用油剂。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足,提供超高强度碳纤维原丝用油剂,本发明使用时,将二氨丙基四甲基二硅烷与八甲基环四硅氧烷在催化罐中碱催化并开环聚合2至3小时后,缓慢滴入聚合物20%-40%的高分子活性基团M,催化反应1.5~2.5小时后通过输料管输送至乳化桶中,在油剂合成的基础上嵌入高分子反应基团M,使油剂既保持良好的耐热性,抗静电性和可纺性,又能够大幅度提高碳纤维拉伸强度,满足特殊用途领域的应用;
同时,本发明使用时,在底板和机架上安装乳化桶、催化罐和筒体,通过乳化桶实现油剂的催化以及聚合反应,并利用输料管输送至乳化桶中,利用第二电机驱动第二搅拌叶对油剂进行乳化搅拌反应,最终通过筒体,利用第一电机驱动两个齿轮啮合传动,从而带动壳体内部叶片对油剂进行均化作业,使本发明缩短了油剂的生产流程,减少了生产成本;
其中,通过箱体内部的单片机将流量传感器以及温度传感器检测的数据实时传递至触控屏中,并根据单片机内预设的数据判断是否启动与关闭电力设备,实现油剂的数据检测以及自动化生产。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种超高强度碳纤维原丝用油剂的制备工艺,采用制备设备进行制备,包括以下步骤:
S1、以重量份计称量:纯水20-25份、二氨丙基四甲基二硅烷3-5份、八甲基环四硅氧烷15-20份、高分子活性基团M1-3 份、碱3-5份、聚醚类乳化剂3-5份、聚醚硅油4-7份,环氧改性硅油2-6份,抗静电剂2-5份,集束剂2-5份和稳定剂3-8份;
S2、将二氨丙基四甲基二硅烷与八甲基环四硅氧烷以及碱加入催化罐,使得二氨丙基四甲基二硅烷与八甲基环四硅氧烷在催化罐中碱催化并开环聚合2-3小时后,缓慢滴入聚合物20%-40%的高分子活性基团M;
S3、催化反应1.5~2.5小时后通过输料管输送至乳化桶中,通过乳化桶内的流量传感器检测反应物质粘度合格即反应终止,并根据温度传感器控制加热板使反应物保持在60℃;
S4、反应终止后,投入物料30%-50%的聚醚类乳化剂,缓慢加入计量好的纯水乳化成稳定乳液。
作为优选,在S4中,将乳液与聚醚硅油,环氧改性硅油,抗静电剂,集束剂,稳定剂等按比例充分混合即成品,混合时通过第二电机进行搅拌,转速为40r/min-100r/min。
本发明还提供了超高强度碳纤维原丝用油剂的制备装置,包括:上述所述的制备设备,所述制备设备包括底板、催化机构、搅拌机构、均化机构和控制机构;
其中,所述催化机构用于对超高强度碳纤维原丝用油剂的生产进行催化反应,所述催化机构包括机架和催化罐,所述机架安装于所述底板的一侧,所述催化罐固定连接于所述机架的顶部,所述催化罐的内部固定连接有两个隔板,所述催化罐的顶部安装有三个投料斗,所述催化罐的一侧安装有第三电机,所述第三电机的转动轴通过联轴器固定连接有转杆,所述转杆的一端贯穿所述隔板,且所述转杆的一端通过转轴转动连接于所述催化罐的内部,所述转杆的外部固定连接有若干个第一搅拌叶,所述催化罐的底部连通有三个输料管,所述输料管上安装有电磁阀;
其中,所述搅拌机构用于对物料的混合加速乳化,所述搅拌机构包括乳化桶和水泵,所述乳化桶和所述水泵均安装于所述底板的顶部,所述乳化桶的顶部安装有第二电机,所述第二电机的转动轴固定连接有杆体,所述杆体位于所述乳化桶的内部,所述杆体的外部固定连接有第二搅拌叶,所述水泵的进水口连通有进液管,所述进液管的一端贯穿所述乳化桶的一侧,所述水泵的出水口连通有输液管;
其中,所述均化机构用于油剂生产时进行均化反应,所述均化机构包括筒体,所述筒体安装于所述底板的顶部,所述筒体的顶部安装有第一电机,所述筒体的内部安装有壳体,所述壳体的一侧连通有排放管,所述壳体的另一侧连通有管体,所述壳体的内部通过转轴转动安装有连接杆,所述连接杆的一端固定连接有叶片,所述连接杆的另一端和所述第一电机的转动轴均固定连接有齿轮,两所述齿轮之间相啮合连接,所述输液管的一端连通于所述管体的外部,所述筒体的一侧安装有阀门;
其中,所述控制机构用于对电力设备的操控以及生产检测,所述控制机构包括箱体、单片机和触控屏,所述箱体安装于所述底板的顶部,所述单片机安装于所述箱体的内部,所述触控屏安装于所述机架的一侧,所述催化罐和所述乳化桶的内部均安装有温度传感器,所述乳化桶的内部安装有流量传感器。
作为优选,所述单片机的电控端通过导线与所述第一电机、第二电机、电磁阀、第三电机和水泵电性连接,所述流量传感器和所述温度传感器的信号输出端均与所述单片机的信号输入端连接,所述单片机的信号输出端与所述触控屏的信号输入端连接。
作为优选,所述筒体的外部固定连接有连接板,所述连接板上开设有通孔。
作为优选,所述机架的一侧安装有卡扣,所述输料管的外部位于所述卡扣的内部。
作为优选,所述乳化桶的一侧嵌装有观察窗。
作为优选,所述乳化桶的内部安装有加热板。
作为优选,所述第一搅拌叶的数量不低于九个。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于:
1、本发明使用时,将二氨丙基四甲基二硅烷与八甲基环四硅氧烷在催化罐中碱催化并开环聚合2至3小时后,缓慢滴入聚合物20%-40%的高分子活性基团M,催化反应1.5~2.5小时后通过输料管输送至乳化桶中,在油剂合成的基础上嵌入高分子反应基团M,使油剂既保持良好的耐热性,抗静电性和可纺性,又能够大幅度提高碳纤维拉伸强度,满足特殊用途领域的应用;
2、本发明使用时,在底板和机架上安装乳化桶、催化罐和筒体,通过乳化桶实现油剂的催化以及聚合反应,并利用输料管输送至乳化桶中,利用第二电机驱动第二搅拌叶对油剂进行乳化搅拌反应,最终通过筒体,利用第一电机驱动两个齿轮啮合传动,从而带动壳体内部叶片对油剂进行均化作业,使本发明缩短了油剂的生产流程,减少了生产成本;
3、本发明使用时,通过箱体内部的单片机将流量传感器以及温度传感器检测的数据实时传递至触控屏中,并根据单片机内预设的数据判断是否启动与关闭电力设备,实现油剂的数据检测以及自动化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的超高强度碳纤维原丝用油剂的制备工艺流程图;
图2是根据本发明实施例的超高强度碳纤维原丝用油剂的制备装置的结构示意图;
图3是根据本发明实施例的超高强度碳纤维原丝用油剂的制备装置的乳化桶的结构示意图;
图4是根据本发明实施例的超高强度碳纤维原丝用油剂的制备装置的催化罐的剖面结构示意图;
图5是根据本发明实施例的超高强度碳纤维原丝用油剂的制备装置的筒体的剖面结构示意图;
图6是根据本发明实施例的超高强度碳纤维原丝用油剂的制备装置的壳体的剖面结构示意图;
图7是根据本发明实施例图2中的A部放大结构示意图;
图8是根据本发明实施例图4中的B部放大结构示意图;
图9是根据本发明实施例的超高强度碳纤维原丝用油剂的制备装置的箱体的剖面结构示意图;
图10是根据本发明实施例的超高强度碳纤维原丝用油剂的制备装置的催化罐的剖面示意图;
图11是根据本发明实施例的超高强度碳纤维原丝用油剂的制备装置乳化桶的剖面示意图。
图中:1、底板;2、机架;3、乳化桶;4、箱体;5、触控屏; 6、阀门;7、筒体;8、第一电机;9、连接板;10、通孔;11、输液管;12、水泵;13、进液管;14、第二电机;15、卡扣;16、电磁阀;17、输料管;18、催化罐;19、投料斗;20、第三电机; 21、观察窗;22、转杆;23、隔板;24、排放管;25、壳体;26、叶片;27、管体;28、连接杆;29、齿轮;30、单片机;31、第一搅拌叶;32、流量传感器;33、温度传感器;34、第二搅拌叶; 35、杆体;36、加热板。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
根据本发明实施例的超高强度碳纤维原丝用油剂,以重量份计,超高强度碳纤维原丝用油剂配方包括:纯水20份、二氨丙基四甲基二硅烷3份、八甲基环四硅氧烷15份、高分子活性基团M1份、碱3份、聚醚类乳化剂3份、聚醚硅油4份,环氧改性硅油2份,抗静电剂2份,集束剂2份和稳定剂3份。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于,根据本发明实施例的超高强度碳纤维原丝用油剂,以重量份计,超高强度碳纤维原丝用油剂配方包括:纯水25份、二氨丙基四甲基二硅烷5份、八甲基环四硅氧烷20份、高分子活性基团M3份、碱5份、聚醚类乳化剂5份、聚醚硅油7份,环氧改性硅油6份,抗静电剂5份,集束剂5份和稳定剂8份。
实施例3
本实施例与实施例2的不同之处在于,根据本发明实施例的超高强度碳纤维原丝用油剂,以重量份计,超高强度碳纤维原丝用油剂配方包括:纯水23份、二氨丙基四甲基二硅烷4份、八甲基环四硅氧烷18份、高分子活性基团M2份、碱4份、聚醚类乳化剂4份、聚醚硅油6份,环氧改性硅油5份,抗静电剂4份,集束剂3份和稳定剂6份。
实施例4
如图1-图11所示,本实施例与实施例3的不同之处在于,本发明还提供了超高强度碳纤维原丝用油剂的制备工艺,包括以下步骤:
S1、将二氨丙基四甲基二硅烷与八甲基环四硅氧烷在催化罐 18中碱催化并开环聚合2小时后,缓慢滴入聚合物20%的高分子活性基团M;
S2、催化反应1.5小时后通过输料管17输送至乳化桶3中,通过乳化桶3内的流量传感器32检测反应物质粘度合格即反应终止,并根据温度传感器33控制加热板36使反应物保持在60℃;
S3、反应终止后,投入物料30%的聚醚类乳化剂,缓慢加入计量好的纯水乳化成稳定乳液。
具体的,在S4中,将乳液与聚醚硅油,环氧改性硅油,抗静电剂,集束剂,稳定剂等按比例充分混合即成品,混合时通过第二电机14进行搅拌,转速为40r/min。
实施例5
如图1-图11所示,本实施例与实施例4的不同之处在于,超高强度碳纤维原丝用油剂的制备工艺,包括以下步骤:
S1、将二氨丙基四甲基二硅烷与八甲基环四硅氧烷在催化罐 18中碱催化并开环聚合3小时后,缓慢滴入聚合物40%的高分子活性基团M;
S2、催化反应2.5小时后通过输料管17输送至乳化桶3中,通过乳化桶3内的流量传感器32检测反应物质粘度合格即反应终止,并根据温度传感器33控制加热板36使反应物保持在60℃;
S3、反应终止后,投入物料50%的聚醚类乳化剂,缓慢加入计量好的纯水乳化成稳定乳液。
具体的,在S4中,将乳液与聚醚硅油,环氧改性硅油,抗静电剂,集束剂,稳定剂等按比例充分混合即成品,混合时通过第二电机14进行搅拌,转速为100r/min。
实施例6
如图1-图11所示,本实施例与实施例5的不同之处在于,超高强度碳纤维原丝用油剂的制备工艺,包括以下步骤:
S1、将二氨丙基四甲基二硅烷与八甲基环四硅氧烷在催化罐 18中碱催化并开环聚合3小时后,缓慢滴入聚合物30%的高分子活性基团M;
S2、催化反应2小时后通过输料管17输送至乳化桶3中,通过乳化桶3内的流量传感器32检测反应物质粘度合格即反应终止,并根据温度传感器33控制加热板36使反应物保持在60℃;
S3、反应终止后,投入物料40%的聚醚类乳化剂,缓慢加入计量好的纯水乳化成稳定乳液。
具体的,在S4中,将乳液与聚醚硅油,环氧改性硅油,抗静电剂,集束剂,稳定剂等按比例充分混合即成品,混合时通过第二电机14进行搅拌,转速为75r/min。
实施例7
如图2-图11所示,本实施例与实施例6的不同之处在于,本发明还提供了超高强度碳纤维原丝用油剂的制备装置,包括:实施例4-6中任一项的制备设备,制备设备包括底板1、催化机构、搅拌机构、均化机构和控制机构;
其中,催化机构用于对超高强度碳纤维原丝用油剂的生产进行催化反应,催化机构包括机架2和催化罐18,机架2安装于底板1的一侧,催化罐18固定连接于机架2的顶部,催化罐18的内部固定连接有两个隔板23,催化罐18的顶部安装有三个投料斗19,催化罐18的一侧安装有第三电机20,第三电机20的转动轴通过联轴器固定连接有转杆22,转杆22的一端贯穿隔板23,且转杆22的一端通过转轴转动连接于催化罐18的内部,转杆22 的外部固定连接有若干个第一搅拌叶31,催化罐18的底部连通有三个输料管17,输料管17上安装有电磁阀16;
其中,搅拌机构用于对物料的混合加速乳化,搅拌机构包括乳化桶3和水泵12,乳化桶3和水泵12均安装于底板1的顶部,乳化桶3的顶部安装有第二电机14,第二电机14的转动轴固定连接有杆体35,杆体35位于乳化桶3的内部,杆体35的外部固定连接有第二搅拌叶34,水泵12的进水口连通有进液管13,进液管13的一端贯穿乳化桶3的一侧,水泵12的出水口连通有输液管11;
其中,均化机构用于油剂生产时进行均化反应,均化机构包括筒体7,筒体7安装于底板1的顶部,筒体7的顶部安装有第一电机8,筒体7的内部安装有壳体25,壳体25的一侧连通有排放管24,壳体25的另一侧连通有管体27,壳体25的内部通过转轴转动安装有连接杆28,连接杆28的一端固定连接有叶片 26,连接杆28的另一端和第一电机8的转动轴均固定连接有齿轮 29,两齿轮29之间相啮合连接,输液管11的一端连通于管体27 的外部,筒体7的一侧安装有阀门6;
其中,控制机构用于对电力设备的操控以及生产检测,控制机构包括箱体4、单片机30和触控屏5,箱体4安装于底板1的顶部,单片机30安装于箱体4的内部,触控屏5安装于机架2 的一侧,催化罐18和乳化桶3的内部均安装有温度传感器33,乳化桶3的内部安装有流量传感器32。
通过采用上述技术方案,本发明使用时,在底板1和机架2 上安装乳化桶3、催化罐18和筒体7,通过乳化桶3实现油剂的催化以及聚合反应,并利用输料管17输送至乳化桶3中,利用第二电机14驱动第二搅拌叶34对油剂进行乳化搅拌反应,最终通过筒体7,利用第一电机8驱动两个齿轮29啮合传动,从而带动壳体25内部叶片26对油剂进行均化作业,使本发明缩短了油剂的生产流程,减少了生产成本,在生产过程中,将二氨丙基四甲基二硅烷与八甲基环四硅氧烷在催化罐18中碱催化并开环聚合2 至3小时后,缓慢滴入聚合物20%-40%的高分子活性基团M,催化反应1.5~2.5小时后通过输料管17输送至乳化桶3中,通过乳化桶3内的流量传感器32检测反应物质粘度合格即反应终止,并根据温度传感器33控制加热板36使反应物保持在60℃,在油剂合成的基础上嵌入高分子反应基团M,使油剂既保持良好的耐热性,抗静电性和可纺性,又能够大幅度提高碳纤维拉伸强度,满足特殊用途领域的应用,同时,本发明使用时,通过箱体4内部的单片机30将流量传感器32以及温度传感器33检测的数据实时传递至触控屏5中,并根据单片机30内预设的数据判断是否启动与关闭电力设备,实现油剂的数据检测以及自动化生产。
实施例8
如图2-图11所示,本实施例与实施例7的不同之处在于,单片机30的电控端通过导线与第一电机8、第二电机14、电磁阀 16、第三电机20和水泵12电性连接,流量传感器32和温度传感器33的信号输出端均与单片机30的信号输入端连接,单片机 30的信号输出端与触控屏5的信号输入端连接。
通过采用上述技术方案,单片机30在使用时能够对第一电机 8、第二电机14、电磁阀16、第三电机20和水泵12起到启动关闭的操控作用,并能够接收流量传感器32和温度传感器33的信号并输送至触控屏5中进行显示。
具体的,筒体7的外部固定连接有连接板9,连接板9上开设有通孔10。
通过采用上述技术方案,将螺栓贯穿通孔10能够将连接板9 安装在底板1上。
具体的,机架2的一侧安装有卡扣15,输料管17的外部位于卡扣15的内部。
通过采用上述技术方案,卡扣15能够对输料管17的表面起到防护作用,并避免输料管17发生缠绕脱离的现象发生。
具体的,乳化桶3的一侧嵌装有观察窗21。
通过采用上述技术方案,操作人员能够透过观察窗21观测乳化桶3内部的乳化搅拌情况。
具体的,乳化桶3的内部安装有加热板36。
通过采用上述技术方案,加热板36能够对乳化桶3内部原油进行加热操作。
具体的,第一搅拌叶31的数量不低于九个。
通过上面具体实施方式,所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解,本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上,所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征,从而实现不同的技术方案。
Claims (9)
1.超高强度碳纤维原丝用油剂的制备工艺,其特征在于,采用制备设备进行制备,包括以下步骤:
S1、以重量份计称量:纯水20-25份、二氨丙基四甲基二硅烷3-5份、八甲基环四硅氧烷15-20份、高分子活性基团M1-3份、碱3-5份、聚醚类乳化剂3-5份、聚醚硅油4-7份,环氧改性硅油2-6份,抗静电剂2-5份,集束剂2-5份和稳定剂3-8份;
S2、将二氨丙基四甲基二硅烷与八甲基环四硅氧烷以及碱加入催化罐(18),使得二氨丙基四甲基二硅烷与八甲基环四硅氧烷在催化罐(18)中碱催化并开环聚合2-3小时后,缓慢滴入聚合物20%-40%的高分子活性基团M;
S3、催化反应1.5~2.5小时后通过输料管(17)输送至乳化桶(3)中,通过乳化桶(3)内的流量传感器(32)检测反应物质粘度合格即反应终止,并根据温度传感器(33)控制加热板(36)使反应物保持在60℃;
S4、反应终止后,投入物料30%-50%的聚醚类乳化剂,缓慢加入计量好的纯水乳化成稳定乳液。
2.根据权利要求1所述的超高强度碳纤维原丝用油剂的制备工艺,其特征在于,在S4中,将乳液与聚醚硅油,环氧改性硅油,抗静电剂,集束剂,稳定剂按比例充分混合即成品,混合时通过第二电机(14)进行搅拌,转速为40r/min-100r/min。
3.一种如权利要求1所述的超高强度碳纤维原丝用油剂的制备设备,其特征在于,所述制备设备包括底板(1)、催化机构、搅拌机构、均化机构和控制机构;
其中,所述催化机构用于对超高强度碳纤维原丝用油剂的生产进行催化反应,所述催化机构包括机架(2)和催化罐(18),所述机架(2)安装于所述底板(1)的一侧,所述催化罐(18)固定连接于所述机架(2)的顶部,所述催化罐(18)的内部固定连接有两个隔板(23),所述催化罐(18)的顶部安装有三个投料斗(19),所述催化罐(18)的一侧安装有第三电机(20),所述第三电机(20)的转动轴通过联轴器固定连接有转杆(22),所述转杆(22)的一端贯穿所述隔板(23),且所述转杆(22)的一端通过转轴转动连接于所述催化罐(18)的内部,所述转杆(22)的外部固定连接有若干个第一搅拌叶(31),所述催化罐(18)的底部连通有三个输料管(17),所述输料管(17)上安装有电磁阀(16);
其中,所述搅拌机构用于对物料的混合加速乳化,所述搅拌机构包括乳化桶(3)和水泵(12),所述乳化桶(3)和所述水泵(12)均安装于所述底板(1)的顶部,所述乳化桶(3)的顶部安装有第二电机(14),所述第二电机(14)的转动轴固定连接有杆体(35),所述杆体(35)位于所述乳化桶(3)的内部,所述杆体(35)的外部固定连接有第二搅拌叶(34),所述水泵(12)的进水口连通有进液管(13),所述进液管(13)的一端贯穿所述乳化桶(3)的一侧,所述水泵(12)的出水口连通有输液管(11);
其中,所述均化机构用于油剂生产时进行均化反应,所述均化机构包括筒体(7),所述筒体(7)安装于所述底板(1)的顶部,所述筒体(7)的顶部安装有第一电机(8),所述筒体(7)的内部安装有壳体(25),所述壳体(25)的一侧连通有排放管(24),所述壳体(25)的另一侧连通有管体(27),所述壳体(25)的内部通过转轴转动安装有连接杆(28),所述连接杆(28)的一端固定连接有叶片(26),所述连接杆(28)的另一端和所述第一电机(8)的转动轴均固定连接有齿轮(29),两所述齿轮(29)之间相啮合连接,所述输液管(11)的一端连通于所述管体(27)的外部,所述筒体(7)的一侧安装有阀门(6);
其中,所述控制机构用于对电力设备的操控以及生产检测,所述控制机构包括箱体(4)、单片机(30)和触控屏(5),所述箱体(4)安装于所述底板(1)的顶部,所述单片机(30)安装于所述箱体(4)的内部,所述触控屏(5)安装于所述机架(2)的一侧,所述催化罐(18)和所述乳化桶(3)的内部均安装有温度传感器(33),所述乳化桶(3)的内部安装有流量传感器(32)。
4.根据权利要求3所述的超高强度碳纤维原丝用油剂,其特征在于,所述单片机(30)的电控端通过导线与所述第一电机(8)、第二电机(14)、电磁阀(16)、第三电机(20)和水泵(12)电性连接,所述流量传感器(32)和所述温度传感器(33)的信号输出端均与所述单片机(30)的信号输入端连接,所述单片机(30)的信号输出端与所述触控屏(5)的信号输入端连接。
5.根据权利要求3所述的超高强度碳纤维原丝用油剂,其特征在于,所述筒体(7)的外部固定连接有连接板(9),所述连接板(9)上开设有通孔(10)。
6.根据权利要求3所述的超高强度碳纤维原丝用油剂,其特征在于,所述机架(2)的一侧安装有卡扣(15),所述输料管(17)的外部位于所述卡扣(15)的内部。
7.根据权利要求3所述的超高强度碳纤维原丝用油剂,其特征在于,所述乳化桶(3)的一侧嵌装有观察窗(21)。
8.根据权利要求3所述的超高强度碳纤维原丝用油剂,其特征在于,所述乳化桶(3)的内部安装有加热板(36)。
9.根据权利要求3所述的超高强度碳纤维原丝用油剂,其特征在于,所述第一搅拌叶(31)的数量不低于九个。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111048834.6A CN113668250A (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 超高强度碳纤维原丝用油剂制备工艺及制备装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111048834.6A CN113668250A (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 超高强度碳纤维原丝用油剂制备工艺及制备装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113668250A true CN113668250A (zh) | 2021-11-19 |
Family
ID=78548826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111048834.6A Pending CN113668250A (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 超高强度碳纤维原丝用油剂制备工艺及制备装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113668250A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115787305A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-03-14 | 北京宝冠助剂有限公司 | 一种碳纤维原丝油剂及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06220722A (ja) * | 1993-01-25 | 1994-08-09 | Sumika Hercules Kk | 高性能炭素繊維用プレカーサー用油剤組成物及びプレカーサー |
CN110488740A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-22 | 周毕华 | 用于自动水柴油乳化机的智能控制系统 |
CN211051509U (zh) * | 2019-11-13 | 2020-07-21 | 辽宁科利恩环保药剂有限公司 | 一种均匀催化的药剂生产装置 |
CN212142169U (zh) * | 2019-12-31 | 2020-12-15 | 桐乡市恒隆化工有限公司 | 一种喷油型常规纺丝油剂生产用具有乳化搅拌设备 |
CN112206681A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-12 | 西藏昌都高争建材股份有限公司 | 一种水泥生料均化装置 |
-
2021
- 2021-09-08 CN CN202111048834.6A patent/CN113668250A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06220722A (ja) * | 1993-01-25 | 1994-08-09 | Sumika Hercules Kk | 高性能炭素繊維用プレカーサー用油剤組成物及びプレカーサー |
CN110488740A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-22 | 周毕华 | 用于自动水柴油乳化机的智能控制系统 |
CN211051509U (zh) * | 2019-11-13 | 2020-07-21 | 辽宁科利恩环保药剂有限公司 | 一种均匀催化的药剂生产装置 |
CN212142169U (zh) * | 2019-12-31 | 2020-12-15 | 桐乡市恒隆化工有限公司 | 一种喷油型常规纺丝油剂生产用具有乳化搅拌设备 |
CN112206681A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-12 | 西藏昌都高争建材股份有限公司 | 一种水泥生料均化装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115787305A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-03-14 | 北京宝冠助剂有限公司 | 一种碳纤维原丝油剂及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113668250A (zh) | 超高强度碳纤维原丝用油剂制备工艺及制备装置 | |
CN212999680U (zh) | 一种废纸浆原料混合搅拌设备 | |
CN108261996A (zh) | 一种高效混合反应釜 | |
CN208694906U (zh) | 一种具有预分散和定量制备功能的生产装置 | |
CN116099479A (zh) | 一种聚丙烯腈基碳纤维的生产装置及生产方法 | |
CN216321270U (zh) | 一种基础医学实验用药剂混合制备装置 | |
CN215917094U (zh) | 一种在线自动计量混料设备 | |
CN201301295Y (zh) | 一种全消光锦纶6聚合管用的搅拌装置 | |
CN210699674U (zh) | 一种粉状两性干强剂的冲泡装置 | |
CN114452917A (zh) | 一种制备纳米材料的生产线 | |
CN210332354U (zh) | 一种氨纶专用聚合物纺丝储罐 | |
CN209576539U (zh) | 一种用于滤波器上的多组分混胶装置 | |
CN220514149U (zh) | 莱赛尔纤维生产用的浆粥的生产系统及其交联剂处理装置 | |
CN212440911U (zh) | 一种饲料生产用自动配料装置 | |
CN217144462U (zh) | 一种无机复合聚苯保温板母粒高速分散混合机 | |
CN215028784U (zh) | 一种用于精细化工生产的管道反应器 | |
CN218107666U (zh) | 一种高聚合度聚磷酸铵生产尾料回收利用装置 | |
CN209138621U (zh) | 一种聚氨酯自动搅拌装置 | |
CN219815982U (zh) | 一种耦合加药机制的立式搅拌装置 | |
CN214863296U (zh) | 一种预制品原料配比装置 | |
CN219849090U (zh) | 纤维浸润油剂配置设备和纤维浸润系统 | |
CN219964628U (zh) | 一种纸板用胶水制备搅拌设备 | |
CN214872172U (zh) | 一种聚氨酯发泡枕头混料注射装置 | |
CN215877905U (zh) | 一种聚醚改性硅烷制备用混料釜 | |
CN215389284U (zh) | 一种新型胶粘剂反应装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211119 |