缠绕成型用碳纤维束及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种缠绕成型用碳纤维束及其制备方法和应用，涉及碳纤维技术领域。该缠绕成型用碳纤维束，根据下式定义的K值在6.5～8.5之间；K＝L/D；其中，L为纤维束的幅宽，单位mm，L为5.5‑6mm；D为纤维束的线密度，单位g/m。其制备方法包括：将预处理后的纤维置于上浆剂中浸渍上浆，随后于125～145℃下干燥20～30s，上浆到干燥过程中的纤维束张力控制在8～60mN/tex。本申请通过对纤维束的幅宽和线密度的比值进行限定，实现对相对幅宽进行限定，能够保证纤维素含浸的均一程度高，成型体的厚度均一性佳，使得该碳纤维束在芯轴上紧密排列不产生缝隙，能够快速含浸树脂，且具有较高的强度转化率。

【技术实现步骤摘要】
缠绕成型用碳纤维束及其制备方法和应用
本专利技术涉及碳纤维
，具体而言，涉及一种缠绕成型用碳纤维束及其制备方法和应用。
技术介绍
与其它的增强纤维相比，碳纤维具有强度、模量高，质量轻的特点，随着近年来碳纤维产量的提升和成本的下降，其应用范围从最初的航空航天领域以及高端体育娱乐领域，已经快速扩展到了汽车应用、风电能源、压力容器以及建筑补强等在多个工业领域。特别是近年来随着世界各国对新能源汽车的政策倾向，在压力容器领域，作为天然气、氢气等新型能源汽车燃料的气体储罐，由于对制品具有高强轻量的要求，通常是使用以碳纤维作为补强纤维通过缠绕成型获得的罐体，因此对碳纤维的需求量在持续快速增加。在使用碳纤维束作为增强材料，以环氧树脂等作为基体材料，通过缠绕成型制备高压气瓶等压力容器时，最终成型品的性能，与碳纤维束的性能和品质有直接的关系。碳纤维束不仅必须能够满足在快速缠绕的生产过程中对纤维工艺性能的要求，如起毛量等，并且要能够在成型品中将自身的优良物性，尤其是强度特性充分的发挥出来。在对复合材料气瓶等压力容器进行设计时，为了获得具有足够耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缠绕成型用碳纤维束，其特征在于，根据下式定义的K值在6.5～8.5之间；/nK＝L/D；/n其中，L为纤维束的幅宽，单位mm，L为5.5-6mm；D为纤维束的线密度，单位g/m。/n

【技术特征摘要】
1.一种缠绕成型用碳纤维束，其特征在于，根据下式定义的K值在6.5～8.5之间；
K＝L/D；
其中，L为纤维束的幅宽，单位mm，L为5.5-6mm；D为纤维束的线密度，单位g/m。


2.根据权利要求1所述的缠绕成型用碳纤维束，其特征在于，K值优选为7～8；
优选地，所述缠绕成型用碳纤维束的幅宽波动率小于10％；优选小于8％；
优选地，所述缠绕成型用碳纤维束的悬垂值为40～60mm；
优选地，所述缠绕成型用碳纤维束的树脂渗透时间小于5s；
优选地，所述缠绕成型用碳纤维束的单丝数量为1000～100000；
优选地，所述缠绕成型用碳纤维束的单丝的断面为圆形；表面粗糙度Ra在40以下；
优选地，所述缠绕成型用碳纤维束的强度转化率大于60％。


3.一种缠绕成型用碳纤维束的制备方法，其特征在于，其包括：将预处理后的纤维置于上浆剂中浸渍上浆，随后于125～145℃下干燥20～30s，上浆到干燥过程中的纤维束张力控制在8～60mN/tex。


4.根据权利要求3所述的缠绕成型用碳纤维束的制备方法，其特征在于，使用热辊进行接触式干燥，热辊的表面温度为125～145℃；
优选地，上浆到干燥过程中的纤维束张力控制在10～20mN/tex。


5.根据权利要求3所述的缠绕成型用碳纤维束的制备方法，其特征在于，所述上浆剂的组分按质量百分数计包括树脂20～25wt％、乳化剂5～10wt％、润滑剂2～5wt％以及余量的水；
优选地，所述树脂为芳香族环氧树脂；优选地，所述芳香族环氧树脂选自双酚A...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淑斌，杭传伟，徐牛牛，彭飞，田磊，陈明新，
申请(专利权)人：江苏恒神股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32