一种热塑用短切碳纤维的生产方法及装置与流程 专利技术说明

纺织,织造,皮革制品制作工具,设备的制造及其制品技术处理方法1.本发明涉及复合材料生产技术领域，尤其涉及一种热塑用短切碳纤维的生产方法及装置。背景技术：2.碳纤维具有高强、高模、耐高温、耐摩擦、导热、导电及耐腐蚀等特性，因此可作为增强材料与树脂复合，制造出高性能的复合材料，被广泛应用于汽车、体育、航空航天等领域。3.随着碳纤维的需求逐年增加，在碳纤维生产过程中，会出现废丝或尾纱等废料，碳纤维的生产成本的降低成为一大要求，而碳纤维废丝、尾纱的回收使用更具有价格优势。4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。技术实现要素：5.本发明提供了一种热塑用短切碳纤维的生产方法及装置，从而有效解决背景技术中的问题。6.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种热塑用短切碳纤维的生产方法及装置，包括：包括如下步骤：对碳纤维废丝或尾纱进行整理，使其形成纱线；对所述纱线进行浸胶，使所述纱线与上浆剂充分浸润；浸胶完成后，挤出所述纱线上多余的上浆剂；对所述纱线进行预烘干；将所述纱线进行切断，形成短粒；对所述短粒进行干燥，最终形成热塑用短切碳纤维。7.进一步地，所述预烘干中，将所述纱线烘干至半干燥状态。8.进一步地，所述预烘干中，将所述纱线铺开，预烘干温度为40~110摄氏度，时间为15~45分钟。9.进一步地，所述将所述纱线进行切断，形成短粒时，所述短粒长度为1~9mm。10.进一步地，所述短粒为扁平状，体积密度大于400g/l。11.进一步地，所述短粒宽度为1~5mm。12.进一步地，所述对碳纤维废丝或尾纱进行整理，使其形成纱线时，将碳纤维废丝或尾纱整理成丝束方向一致的小捆纱线。13.本发明还包括一种热塑用短切碳纤维的生产装置，包括：理纱器，所述理纱器包括若干梳齿，对碳纤维废丝或尾纱进行整理；浸胶槽，所述浸胶槽内设置有上浆剂，纱线从所述浸胶槽内经过；挤胶槽，纱线经过所述浸胶槽后，通过所述挤胶槽，将多余上浆剂挤出；预烘干机，所述预烘干机对纱线进行预烘干；短切机，所述短切机将纱线切断并形成短粒；干燥机，所述干燥机对短粒进行干燥，形成热塑用短切碳纤维。14.本发明的有益效果为：本发明通过对碳纤维废丝或尾纱进行整理，形成纱线、对纱线浸胶再挤胶、预烘干、短切及干燥的步骤，对碳纤维废丝或尾纱进行回收利用，形成用于制造以热塑性树脂为基体的碳纤维增强材料的短切碳纤维，本发明中使用的原料价格相对较低，具有市场优势，且生产的短切碳纤维具有良好的集束性和均匀性，便于热塑时下料，与热塑材料的结合性好，使得碳纤维复合材料性能得到提高。附图说明15.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，下面将对实施例或现有技术描述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中记载的一些实施例，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。16.图1为本发明方法的流程图；图2为本发明装置的结构示意图。具体实施方式17.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。18.在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，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。19.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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，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。20.实施例1：如图1所示：一种热塑用短切碳纤维的生产方法，包括如下步骤：对碳纤维废丝或尾纱进行整理，使其形成纱线；对纱线进行浸胶，使纱线与上浆剂充分浸润；浸胶完成后，挤出纱线上多余的上浆剂；对纱线进行预烘干；将纱线进行切断，形成短粒；对短粒进行干燥，最终形成热塑用短切碳纤维。21.在本实施例中，预烘干中，将纱线烘干至半干燥状态。22.其中，预烘干中，将纱线铺开，预烘干温度为40~110摄氏度，时间为15~45分钟。23.将纱线进行切断，形成短粒时，短粒长度为1~9mm。24.形成的短粒为扁平状，体积密度大于400g/l。25.作为上述实施例的优选，短粒宽度为1~5mm。26.在本实施例中，对碳纤维废丝或尾纱进行整理，使其形成纱线时，将碳纤维废丝或尾纱整理成丝束方向一致的小捆纱线。27.通过对碳纤维废丝或尾纱进行整理，形成纱线、对纱线浸胶再挤胶、预烘干、短切及干燥的步骤，对碳纤维废丝或尾纱进行回收利用，形成用于制造以热塑性树脂为基体的碳纤维增强材料的短切碳纤维，本发明中使用的原料价格相对较低，具有市场优势，且生产的短切碳纤维具有良好的集束性和均匀性，便于热塑时下料，与热塑材料的结合性好，使得碳纤维复合材料性能得到提高。28.如图2所示，本实施例中还包括一种热塑用短切碳纤维的生产装置，包括：理纱器，理纱器包括若干梳齿，对碳纤维废丝或尾纱进行整理；浸胶槽，浸胶槽内设置有上浆剂，纱线从浸胶槽内经过；挤胶槽，纱线经过浸胶槽后，通过挤胶槽，将多余上浆剂挤出；预烘干机，预烘干机对纱线进行预烘干；短切机，短切机将纱线切断并形成短粒；干燥机，干燥机对短粒进行干燥，形成热塑用短切碳纤维。29.本发明中使用的原料价格相对较低，具有市场优势，且生产的短切碳纤维具有良好的集束性和均匀性，便于热塑时下料，与热塑材料的结合性好，使得碳纤维复合材料性能得到提高。30.实施例2：在本实施例中，一种热塑用短切碳纤维的生产方法，包括如下步骤：对碳纤维废丝或尾纱进行整理，使其形成纱线；对纱线进行浸胶，使纱线与上浆剂充分浸润；浸胶完成后，挤出纱线上多余的上浆剂；对纱线进行预烘干；将纱线进行切断，形成短粒；对短粒进行干燥，最终形成热塑用短切碳纤维。31.其中，预烘干中，将纱线烘干至半干燥状态。32.在本实施例中，预烘干中，将纱线铺开，预烘干温度为40~60摄氏度，时间为35~45分钟。33.与实施例1不同的是，将纱线进行切断，形成短粒时，短粒长度为1~4mm。34.其中，短粒为扁平状，体积密度大于400g/l。35.作为上述实施例的优选，短粒宽度为1~3mm。36.在本实施例中，对碳纤维废丝或尾纱进行整理，使其形成纱线时，将碳纤维废丝或尾纱整理成丝束方向一致的小捆纱线。37.通过对碳纤维废丝或尾纱进行整理，形成纱线、对纱线浸胶再挤胶、预烘干、短切及干燥的步骤，对碳纤维废丝或尾纱进行回收利用，形成用于制造以热塑性树脂为基体的碳纤维增强材料的短切碳纤维，本发明中使用的原料价格相对较低，具有市场优势，且生产的短切碳纤维具有良好的集束性和均匀性，便于热塑时下料，与热塑材料的结合性好，使得碳纤维复合材料性能得到提高。38.实施例3：与实施例1不同的是，在本实施例中，一种热塑用短切碳纤维的生产方法，包括如下步骤：对碳纤维废丝或尾纱进行整理，使其形成纱线；对纱线进行浸胶，使纱线与上浆剂充分浸润；浸胶完成后，挤出纱线上多余的上浆剂；对纱线进行预烘干；将纱线进行切断，形成短粒；对短粒进行干燥，最终形成热塑用短切碳纤维。39.其中，预烘干中，将纱线烘干至半干燥状态。40.在本实施例中，预烘干中，将纱线铺开，预烘干温度为60~80摄氏度，时间为25~35分钟。41.作为上述实施例的优选，将纱线进行切断，形成短粒时，短粒长度为4~7mm。42.其中，短粒为扁平状，体积密度大于400g/l。43.在本实施例中，短粒宽度为2~4mm。44.作为上述实施例的优选，对碳纤维废丝或尾纱进行整理，使其形成纱线时，将碳纤维废丝或尾纱整理成丝束方向一致的小捆纱线。45.实施例4：与实施例1不同的是，在本实施例中，一种热塑用短切碳纤维的生产方法，包括如下步骤：对碳纤维废丝或尾纱进行整理，使其形成纱线；对纱线进行浸胶，使纱线与上浆剂充分浸润；浸胶完成后，挤出纱线上多余的上浆剂；对纱线进行预烘干；将纱线进行切断，形成短粒；对短粒进行干燥，最终形成热塑用短切碳纤维。46.其中，预烘干中，将纱线烘干至半干燥状态。47.在本实施例中，预烘干中，将纱线铺开，预烘干温度为80~110摄氏度，时间为15~25分钟。48.其中，将纱线进行切断，形成短粒时，短粒长度为7~9mm。49.作为上述实施例的优选，短粒为扁平状，体积密度大于400g/l。50.在本实施例中，短粒宽度为4~5mm。51.作为上述实施例的优选，对碳纤维废丝或尾纱进行整理，使其形成纱线时，将碳纤维废丝或尾纱整理成丝束方向一致的小捆纱线。52.实施例5：与实施例1不同的是，在本实施例中，一种热塑用短切碳纤维的生产方法，包括如下步骤：对碳纤维废丝或尾纱进行整理，使其形成纱线；对纱线进行浸胶，使纱线与上浆剂充分浸润；浸胶完成后，挤出纱线上多余的上浆剂；对纱线进行预烘干；将纱线进行切断，形成短粒；对短粒进行干燥，最终形成热塑用短切碳纤维。53.其中，预烘干中，将纱线烘干至半干燥状态。54.在本实施例中，预烘干中，将纱线铺开，预烘干温度为45~85摄氏度，时间为20~40分钟。55.其中，将纱线进行切断，形成短粒时，短粒长度为3~7mm。56.作为上述实施例的优选，短粒为扁平状，体积密度大于400g/l。57.在本实施例中，短粒宽度为2~4mm。58.作为上述实施例的优选，对碳纤维废丝或尾纱进行整理，使其形成纱线时，将碳纤维废丝或尾纱整理成丝束方向一致的小捆纱线。59.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。









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