一种高强度碳纤维复合布制造技术

本发明专利技术提出了一种高强度碳纤维复合布，包括多层碳纤维布，多层碳纤维布之间涂覆一层粘接剂，再通过压覆设备压合成型；碳纤维布的制备方法为：（1）将碳纤维丝和铜丝按4:1的重量份数比混织成丝束；（2）将步骤（1）中得到的丝束经纬交织的编织成碳纤维基布；（3）将碳纤维基布浸润在浸润液中，浸润液按重量百分比计由：1‑3%的丙酮、0.5‑2%的抗氧剂168、0.2‑0.8%的硅烷偶联剂hk550、5‑12%的聚乙烯醇、8‑16%的聚氨酯乳液、3‑8%的丙三醇和余量的水混合而成；（4）浸润完成后，对碳纤维基布进行烘干和烫平后、即可得到单层的碳纤维布；本发明专利技术大幅提高了强度，提高了耐磨性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度碳纤维复合布
本专利技术涉及一种碳纤维布，特别涉及一种高强度碳纤维复合布。
技术介绍
碳纤维布又称碳素纤维布、碳纤布、碳布、碳纤维片材等，由于具有高强高效，重量轻、厚度薄、耐高温以及良好的导热性等优点。碳纤维布在土木建筑、桥梁、隧道、混凝土结构抗震、修复、加固及补强方面应用得到大力的推广、发展迅速，目前所使用的碳纤维布一般均为单层结构，碳纤维布两侧边缘受力易分散变形，致使其加固效果有限，同时碳纤维布外侧表面耐磨效果差，易损坏。因此，为了增加碳纤维布的强度和耐磨效果，通常会将多层碳纤维布叠加压覆成一种复合式结构的碳纤维布；目前，尚无专门的设备可用于将多层碳纤维布压合成型。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种高强度碳纤维复合布，大幅提高了强度，提高了耐磨性能。具体的技术方案如下：一种高强度碳纤维复合布，包括多层碳纤维布，多层碳纤维布之间涂覆一层粘接剂，再通过压覆设备压合成型；碳纤维布的制备方法为：（1）将碳纤维丝和铜丝按4:1的重量份数比混织成丝束；（2）将步骤（1）中得到的丝束经纬交织的编织成碳纤维基布；（3）将碳纤维基布浸润在浸润液中，浸润液按重量百分比计由：1-3%的丙酮、0.5-2%的抗氧剂168、0.2-0.8%的硅烷偶联剂hk550、5-12%的聚乙烯醇、8-16%的聚氨酯乳液、3-8%的丙三醇和余量的水混合而成；（4）浸润完成后，对碳纤维基布进行烘干和烫平后、即可得到单层的碳纤维布。进一步的，浸润液的温度为45-50℃，浸润时间为30-60min。进一步的，粘接剂按重量百分比计由：45-56份水性环氧树脂、5-16份苯氧树脂、2-5份抗氧剂1010、6-12份二氧化钛、4-10份氧化钙、12-18份丙酮和3-9份硅酸钠混合制备而成。进一步的，压覆设备包括第一送料辊和第一收料辊；第一送料辊和第一收料辊平行设置，第一收料辊设置在第一送料辊的前方，第一送料辊上卷设位于底层的碳纤维布，位于底层的碳纤维布收卷与第一收料辊上；第一送料辊和第二送料辊之间设有多组第二送料组件，第二送料组件包括第二送料辊、第一换向辊和第二换向辊；第二送料辊在竖直方向上位于第一送料辊的上方、第二送料辊在水平方向上位于第一送料辊的前方，第一换向辊再竖直方向上位于第二送料辊的下方、第一换向辊在水平方向上位于第二送料辊的后方，第三换向辊在竖直方向上位于第一换向辊的下方、第三换向辊在水平方向上位于第一换向辊的前方；第二送料辊用于卷设待压合的碳纤维布，待压合的碳纤维布向后延伸的经过第一换向辊换向后，再向前延伸的被第二换向辊初步压设在下方的碳纤维布上；在相邻的两个第二送料组件中，位于前方的第二送料辊上的待压合的碳纤维布、压覆在位于后方的第二送料辊的待压合的碳纤维布的上方；每个第二送料组件的后方设有一个涂胶机构，每个第二送料组件的后方设有一个压合机构，涂胶机构用于对相应的第二送料组件下方的碳纤维布涂覆一层粘接剂，压合机构用于将相应的第二送料组件上的碳纤维布压合在下方涂胶后的碳纤维布上；多层碳纤维布经过压合后，由第一收料辊加以收卷。进一步的，第一收料辊通过第一电机控制转动，实现对多层碳纤维布进行收卷。进一步的，涂胶机构包括涂胶管道和涂胶垫板，涂胶管道相对设置的两个外壁上分别设有刮胶板和导胶板，刮胶板位于第一收料辊一侧、导胶板设置在第一送料辊一侧；刮胶板通过第一支架固定在涂胶管道上，刮胶板自第一送料辊向第一收料辊倾斜向下设置；导胶板通过转轴可转动的固定在第二支架上，第二支架固定在涂胶管道上，导胶板自第一送料辊向第一收料辊倾斜向下的设置在涂胶管道的下方，导胶板与第二支架之间通过弹簧加以固定；涂胶管道设置在碳纤维布的上方，涂胶垫板垫设在碳纤维布的下方，涂胶管道用于将粘接剂均匀的涂覆在对应的碳纤维布上。进一步的，涂胶垫板中设有电加热器。进一步的，压合机构包括上压合组件和下压合垫板；上压合组件包括第三支架，第三支架上自后向前依次设置第一压辊和第二压辊，第一压辊和第二压辊分别通过第一转轴可转动的固定在第三支架上，第二压辊的最底部与碳纤维布之间的距离小于第一压辊的最底部与碳纤维布之间的距离；第一压辊和第二压辊之间还设有一个出风管，出风管用于通入温度为30-40℃的热风；上压合组件设置在碳纤维布的上方，下压合垫板垫设在碳纤维布的下方。本专利技术压覆设备的控制方法为：（1）分别将各层碳纤维布卷设在第一送料辊和第二送料辊上；（2）先通过位于最前方的涂胶机构对位于最底层的碳纤维布进行涂胶；（3）通过位于最前方的压合机构将第二层碳纤维布压合固定在最底层的碳纤维布上；压合固定时，第一压辊进行初压，初压后通过出风管进行初步烘干，初步烘干后，再通过第二压辊进行复压；（4）通过位于后方的涂胶机构对位于第二层的碳纤维布进行涂胶；（5）通过位于后方的压合机构将第三层碳纤维布压合固定在第二层的碳纤维布上；（6）重复操作步骤（4）（5）直至所有的碳纤维布压合完成后，由第一收料辊进行收卷。本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术制备得到的碳纤维复合布大幅提高了强度，提高了耐磨性能；（2）本专利技术用于将多层碳纤维布压覆成型，结构简单，操作方便，保证了生产的连续性，节约了成本。附图说明图1为压覆设备的结构图。图2为涂胶机构剖视图。图3为压合机构剖视图。附图标记第一送料辊1、第一收料辊2、碳纤维布3、第二送料组件4、第二送料辊5、第一换向辊6、第二换向辊7、涂胶机构8、压合机构9、涂胶管道10、涂胶垫板11、刮胶板12、导胶板13、第一支架14、转轴15、第二支架16、弹簧17、电加热器18、第三支架19、第一压辊20、第二压辊21、出风管22、下压合垫板23。具体实施方式为使本专利技术的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本专利技术进行进一步描述，任何对本专利技术技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本专利技术保护范围。实施例一一种高强度碳纤维复合布，包括多层碳纤维布，多层碳纤维布之间涂覆一层粘接剂，再通过压覆设备压合成型；碳纤维布的制备方法为：（1）将碳纤维丝和铜丝按4:1的重量份数比混织成丝束；（2）将步骤（1）中得到的丝束经纬交织的编织成碳纤维基布；（3）将碳纤维基布浸润在浸润液中，浸润液按重量百分比计由：2%的丙酮、1.2%的抗氧剂168、0.5%的硅烷偶联剂hk550、8%的聚乙烯醇、10%的聚氨酯乳液、5%的丙三醇和余量的水混合而成；（4）浸润完成后，对碳纤维基布进行烘干和烫平后、即可得到单层的碳纤维布。进一步的，浸润液的温度为45℃，浸润时间为40min。进一步的，粘接剂按重量百分比计由：52份水性环氧树脂、8份苯氧树脂、3份抗氧剂1010、10份二氧化钛、7份氧化钙、15份丙酮和6份硅酸钠混合制备而成。进一步的，压覆设备包括第一送料辊1和第一收料辊2；第一送料辊和第一收料辊平行设置，第一收料辊设置在第一送料辊的前方，第一送料辊上卷设位于底层的碳纤维布3，位于底层的碳纤维布收卷与第一收料辊上；第一送料辊和第二送料辊之间设有多组第二送料组件4，第二送料组件包括第二送料辊5、第一换向辊6和第二换向辊7；第二送料辊在竖直方向上位于第一送料辊的上方、第二送料辊在水平方向上位于第一送料辊的前方，第一换向辊再竖直方向上位于第二送料辊的下方、第一换向辊在水平方向上位于第二送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度碳纤维复合布，其特征为，包括多层碳纤维布，多层碳纤维布之间涂覆一层粘接剂，再通过压覆设备压合成型；碳纤维布的制备方法为：（1）将碳纤维丝和铜丝按4:1的重量份数比混织成丝束；（2）将步骤（1）中得到的丝束经纬交织的编织成碳纤维基布；（3）将碳纤维基布浸润在浸润液中，浸润液按重量百分比计由：1‑3%的丙酮、0.5‑2%的抗氧剂168、0.2‑0.8%的硅烷偶联剂hk550、5‑12%的聚乙烯醇、8‑16%的聚氨酯乳液、3‑8%的丙三醇和余量的水混合而成；（4）浸润完成后，对碳纤维基布进行烘干和烫平后、即可得到单层的碳纤维布。

【技术特征摘要】
1.一种高强度碳纤维复合布，其特征为，包括多层碳纤维布，多层碳纤维布之间涂覆一层粘接剂，再通过压覆设备压合成型；碳纤维布的制备方法为：（1）将碳纤维丝和铜丝按4:1的重量份数比混织成丝束；（2）将步骤（1）中得到的丝束经纬交织的编织成碳纤维基布；（3）将碳纤维基布浸润在浸润液中，浸润液按重量百分比计由：1-3%的丙酮、0.5-2%的抗氧剂168、0.2-0.8%的硅烷偶联剂hk550、5-12%的聚乙烯醇、8-16%的聚氨酯乳液、3-8%的丙三醇和余量的水混合而成；（4）浸润完成后，对碳纤维基布进行烘干和烫平后、即可得到单层的碳纤维布。2.如权利要求1所述的一种高强度碳纤维复合布，其特征为，浸润液的温度为45-50℃，浸润时间为30-60min。3.如权利要求1所述的一种高强度碳纤维复合布，其特征为，粘接剂按重量百分比计由：45-56份水性环氧树脂、5-16份苯氧树脂、2-5份抗氧剂1010、6-12份二氧化钛、4-10份氧化钙、12-18份丙酮和3-9份硅酸钠混合制备而成。4.如权利要求1所述的一种高强度碳纤维复合布，其特征为，压覆设备包括第一送料辊和第一收料辊；第一送料辊和第一收料辊平行设置，第一收料辊设置在第一送料辊的前方，第一送料辊上卷设位于底层的碳纤维布，位于底层的碳纤维布收卷与第一收料辊上；第一送料辊和第二送料辊之间设有多组第二送料组件，第二送料组件包括第二送料辊、第一换向辊和第二换向辊；第二送料辊在竖直方向上位于第一送料辊的上方、第二送料辊在水平方向上位于第一送料辊的前方，第一换向辊再竖直方向上位于第二送料辊的下方、第一换向辊在水平方向上位于第二送料辊的后方，第三换向辊在竖直方向上位于第一换向辊的下方、第三换向辊在水平方向上位于第一换向辊的前方；第二送料辊用于卷设待压合的碳纤维布，待压合的碳纤维布向后延伸的经过第一换向辊换向后，再向前延伸的被第二换向辊初步...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建中，
申请(专利权)人：英鸿纳米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12