阅读说明：本技术 一种碳纤维毡及其二元法制毡工艺 (Carbon fiber felt and binary method felt preparation process thereof ) 是由 张永福 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种碳纤维毡及其二元法制毡工艺。所述二元法制毡工艺包括如下步骤：将碳纤维预氧丝依次进行蒸汽卷曲、短切、喷洒抗静电剂、开松,得短切碳纤维预氧丝；通过二元控制模块将短切碳纤维预氧丝依据碳纤维毡预设的密度、幅宽、厚度、丝径及X、Y、Z向碳纤维丝的比例换算成频率；将换算出的频率通过控制器分发给喂料、道夫、锡林、铺网、底帘和针刺的变频装置,各变频装置控制以上各工序部件将短切碳纤维预氧丝制成碳纤维毡。所述二元法控制模块能够精确控制碳纤维毡的密度、厚度值及X、Y、Z向丝的分配比例,且经过检测后碳纤维毡密度及厚度方差均较小,从而使碳纤维毡的结构及尺寸更为稳定。密度、厚度更加均匀一致,以满足不同需要。(The invention relates to a carbon fiber felt and a binary method felt preparation process thereof. The binary process for preparing the felt comprises the following steps: sequentially carrying out steam curling, short cutting, antistatic agent spraying and opening on the carbon fiber pre-oxidized fibers to obtain short carbon fiber pre-oxidized fibers; converting the chopped carbon fiber pre-oxidized fiber into frequency according to the preset density, breadth, thickness and fiber diameter of the carbon fiber felt and the proportion of X, Y, Z to the carbon fiber yarn by a binary control module; and distributing the converted frequency to frequency conversion devices for feeding, doffers, cylinders, lapping, bottom curtains and needling through a controller, wherein each frequency conversion device controls the above process parts to prepare the chopped carbon fiber pre-oxidized fibers into the carbon fiber felt. The binary method control module can accurately control the density and the thickness value of the carbon fiber felt and the distribution proportion of X, Y, Z to the filaments, and the density and the thickness variance of the carbon fiber felt are small after detection, so that the structure and the size of the carbon fiber felt are more stable. The density and the thickness are more uniform and consistent so as to meet different requirements.)

一种碳纤维毡及其二元法制毡工艺

技术领域

本发明属于碳纤维制毡领域，具体涉及一种碳纤维毡及其二元法制毡工艺。

背景技术

目前制毡工艺的流程较多，依次分为上料、开松、喂料、梳理、铺网、预刺、下刺、上刺、成卷。然而喂料、梳理、铺网及针刺频率的设定均靠操作人员的经验来完成，即便是最有经验约操作工也无法做到每次制毡完全一致，更谈不上X，Y，Z方向丝的分配比例可控。

故需要进一步探究，使得碳纤维毡的尺寸和结构更加稳定。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种碳纤维毡及其二元法制毡工艺。所述二元法能够精确控制碳纤维毡的密度、厚度值及X、Y、Z向丝的分配比例，且经过检测后，碳纤维密度及厚度方差均较小，从而表明到的碳纤维毡的结构及尺寸更为稳定。

本发明的方案是，提供一种二元法制毡工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将碳纤维预氧丝依次进行蒸汽卷曲、短切、喷洒抗静电剂、开松，得短切碳纤维预氧丝；

(2)通过二元控制模块将步骤(1)所得短切碳纤维预氧丝依据碳纤维毡预设的密度、幅宽、厚度、丝径及X、Y、Z向碳纤维丝的比例换算成频率；

(3)将步骤(2)换算出的频率通过控制器分发给喂料、道夫、锡林、铺网、底帘和针刺的变频装置，各变频装置控制以上各工序部件将步骤(1)所得短切碳纤维预氧丝制成碳纤维毡。

优选地，步骤(2)中，所述碳纤维毡预设的密度为720～1500g/m²；所述碳纤维毡预设的幅宽为1500～1800mm。

优选地，步骤(2)中，所述碳纤维毡预设的厚度为5～10mm。

优选地，步骤(2)中，所述碳纤维毡预设的丝径为1.5～3d。

优选地，步骤(2)中，所述碳纤维毡预设的X、Y、Z向丝的分配比例为3～4:2～3:3～4。

优选地，步骤(3)中，所述喂料的速度为0.4～0.6m/min；所述道夫的转速为250～300r/min。

优选地，步骤(3)中，所述锡林的转速为25～30r/min；所述铺网的重量为180～250g/m²。

优选地，步骤(3)中，所述底帘的速度为0.4～0.6m/min。

优选地，步骤(3)中，所述针刺的密度为110～150刺/cm²，针刺的频率为200～240刺/min。

基于相同的技术思路，本发明还提供一种所述工艺制备得到的碳纤维毡。

本发明的有益效果为：

本发明所述的二元法制毡工艺，可以精确控制碳纤维毡的密度、厚度、幅宽、丝径值及X、Y、Z向丝的分配比例，且经过检测后，碳纤维毡密度及厚度方差均较小，从而使得到的碳纤维毡的结构及尺寸更为稳定。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种碳纤维毡的二元法制毡工艺，包括如下步骤：

(1)将碳纤维预氧丝进行蒸汽卷曲、短切、喷洒抗静电剂、开松等步骤得短切碳纤维预氧丝；

(2)按需向二元控制模块中输入目标参数值，设置碳纤维毡密度为1500g/m²、幅宽为1800mm、厚度为10mm、丝径为3d、X、Y、Z向丝的分配比例为3:3:4；通过二元控制模块得出喂料频率为22Hz、道夫频率为30Hz、锡林频率为3Hz、铺网频率为15Hz、底帘频率为22Hz、针刺频率为40Hz；

(3)通过控制器将步骤(2)所得各项频率值自动分发给喂料、道夫、锡林、铺网、底帘和针刺的变频装置，喂料变频装置控制喂料速度为0.6m/min、道夫变频装置控制道夫转速为300r/min、锡林变频装置控制锡林转速为30r/min、铺网变频装置控制铺网重量为250g/m²、底帘变频装置控制底帘速度为0.6m/min、针刺变频装置控制针刺密度为150刺/cm²、针刺频率为240刺/min。各变频装置控制以上各工序部件将步骤(1)所得短切碳纤维预氧丝制得碳纤维毡。

实施例2

(1)将碳纤维预氧丝进行蒸汽卷曲、短切、喷洒抗静电剂、开松等步骤得短切碳纤维预氧丝；

(2)按需向二元控制模块中输入目标参数值，设置碳纤维毡密度为1200g/m²、幅宽为1600mm、厚度为8mm、丝径为3d、X、Y、Z向丝的分配比例为4:2:3；通过二元控制模块得出喂料频率为20Hz、道夫频率为28Hz、锡林频率为2.8Hz、铺网频率为15Hz、底帘频率为18.5Hz、针刺频率为38Hz；

(3)通过控制器将步骤(2)所得各项频率值自动分发给喂料、道夫、锡林、铺网、底帘和针刺的变频装置，喂料变频装置控制喂料速度为0.5m/min、道夫变频装置控制道夫转速为280r/min、锡林变频装置控制锡林转速为28r/min、铺网变频装置控制铺网重量为200g/m²、底帘变频装置控制底帘速度为0.5m/min、针刺变频装置控制针刺密度为120刺/cm²、针刺频率为225刺/min。各变频装置控制以上各工序部件将步骤(1)所得短切碳纤维预氧丝制得碳纤维毡。

实施例3

(1)将碳纤维预氧丝进行蒸汽卷曲、短切、喷洒抗静电剂、开松等步骤得短切碳纤维预氧丝；

(2)按需向二元控制模块中输入目标参数值，设置碳纤维毡密度为720g/m²、幅宽为1500mm、厚度为5mm、丝径为1.5d、X、Y、Z向丝的分配比例为4:3:3；通过二元控制模块得出喂料频率为18Hz、道夫频率为26Hz、锡林频率为2.6Hz、铺网频率为12.5Hz、底帘频率为16.5Hz、针刺频率为35Hz；

(3)通过控制器将步骤(2)所得各项频率值自动分发给喂料、道夫、锡林、铺网、底帘和针刺的变频装置，喂料变频装置控制喂料速度为0.4m/min、道夫变频装置控制道夫转速为250r/min、锡林变频装置控制锡林转速为25r/min、铺网变频装置控制铺网重量为180g/m²、底帘变频装置控制底帘速度为0.4m/min、针刺变频装置控制针刺密度为110刺/cm²、针刺频率为200刺/min。各变频装置控制以上各工序部件将步骤(1)所得短切碳纤维预氧丝制得碳纤维毡。

为了表征碳纤维毡的尺寸、结构的优异性，选取市售碳纤维毡与本发明所述碳纤维毡进行比较，结果如表1所示。其中，计算碳纤维毡密度及厚度的方差时，在任意1m²的面积内均匀取5个点，测量出5个点相应的密度及厚度，并计算出方差。

表1实施例1～3与市售产品尺寸比较结果

结果与结论：

实施例1～3所得碳纤维毡的密度、厚度方差均普遍小于市售产品，表明实施例1～3所得碳纤维毡稳定性更优。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。