一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其工作步骤包括步骤一：预浸液制备；步骤二：碳纤维束丝浸泡，与此同时，取单独的一束碳纤维束丝进行弹力检测，并获取弹力检测数值T1；步骤三：碳纤维束丝取出，等待表面环氧树脂冷却定型后，对表面的环氧树脂进行弹力检测；步骤四：将步骤二与步骤三中检测得到的弹力检测数值T1和T2进行对比；步骤五：在T1与T2相等后，将表面附着有环氧树脂的碳纤维束丝进行收卷处理；步骤六：将步骤五收卷后的碳纤维束丝予以集中固化成型处理。本发明专利技术通过设置有抹平圆管和糙化圆管，即可实现简化安装，也可实现碳纤维束丝表面浸液的均匀分布和糙化处理，加强碳纤维束丝的表面摩擦作用。加强碳纤维束丝的表面摩擦作用。加强碳纤维束丝的表面摩擦作用。

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法


[0001]本专利技术涉及碳纤维加工
，具体为一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]碳纤维，以腈纶和粘胶纤维为原料，经高温氧化碳化形成的一种高强度高模量的纤维，耐高温性能强，此外还具有质轻、柔软的特性，因此碳纤维通常作为增强材料，与树脂、金属、陶瓷及炭等进行复合处理，制造先进复合材料，大量应用在航空航天、军事及工业等领域，通过使用碳纤维复合材料对容器进行缠绕处理，可时的容易获得较强刚度的同时，减少质量的负重，因此针对容器缠绕这一加工领域，需要一种特殊的碳纤维材料。
[0003]现有的碳纤维加工方法存在的缺陷是：
[0004]1、对比文件CN111497201A公开了一种碳纤维复合管件缠绕加工成型方法，“包括以下步骤：步骤一、粘贴碳纤维复合丝束：将碳纤维复合丝束一端粘贴在芯模表面；步骤二、缠绕碳纤维复合丝束：通过驱动电机带动转动轴和芯模转动，通过往复电机带动移动板和芯模沿着导向杆往复运动，从而将碳纤维复合丝束缠绕在芯模表面；步骤三、固化成型碳纤维复合管：将缠绕有碳纤维复合丝束的芯模取下后加热，固化成型后将碳纤维复合管从芯模上取下。通过本专利技术对碳纤维复合管件缠绕加工时，避免了固化后碳纤维复合管件内部空隙的产生，且提高了碳纤维复合管件厚度的均匀性”，该装置在进行碳纤维复合管件缠绕加工时，通过涂抹机构的海绵筒对浸润有树脂的碳纤维丝复合束表面各处进行旋转式的抹匀，并对经表面抹匀后的碳纤维丝复合束施加高频的振动，进一步提高碳纤维丝复合束上各处树脂量的均匀性，从而保证每层碳纤维复合丝束的厚度均匀，但是该操作步骤不仅繁琐，且涉及的操作设备也较多，导致装置安装不够紧凑，且无法实现对碳纤维表面环氧树脂厚度的控制，容易造成加工后碳纤维束丝直径较大，难以满足加工要求；
[0005]2、对比文件CN109454891A公开了一种耐磨耐燃的碳纤维管加工工艺，“包括以下步骤：S1、准备原料、碳纤维布、玻璃纤维布、碳纤维丝，然后进行裁剪成所需形状，然后将碳纤维布在预浸溶液中进行预浸；S2、在模芯上涂上脱模剂，然后利用碳纤维布在模芯上进行缠绕；S3、通过强力胶将碳纤维丝粘结于玻璃碳纤维丝的正反两面，其中正面为水平方向粘结，反面为垂直方向粘结；S4、在模芯表面包裹的碳纤维布上涂上预浸溶液，同时将粘结有碳纤维丝的玻璃纤维布在预浸溶液中预浸，然后将正面包裹在模芯上的碳纤维布的表面，进行缠绕，本专利技术通过在碳纤维布层内增加玻璃纤维布层，使得耐燃性能有效的提高”，该装置加工时，通过强力胶将碳纤维丝粘结于玻璃碳纤维丝的正反两面，其中正面为水平方向粘结，反面为垂直方向粘结来加强碳纤维丝与玻璃碳纤维丝之间的连接作用，但是在需要使用该碳纤维结构进行不锈钢压力容器缠绕操作时，碳纤维丝表面的摩擦系数较低，导致相邻两层碳纤维丝之间和碳纤维丝与不锈钢压力容器内衬之间的摩擦作用往往较弱，易发生打滑现象，影响缠绕操作的紧密性；
[0006]3、对比文件CN110592948A公开了一种新型碳纤维加工方法，“具体按照如下操作
步骤：S1：混合过胶，将树脂与热固胶在真空混合罐中均匀搅拌混合，再将混合液通过过胶机涂布在碳纤维的表面；S2：定型，再将过胶好的碳纤维布置于模具中，以220
‑
230℃温度热压20
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30s成型；S3：整形；再将透明树脂粉末均匀撒在成型后的碳纤维表面，之后再置于模具中以高温250度热压成型；S4：二次定型。本专利技术利用过胶机首先对碳纤维面料进行过胶处理，并在高温条件下，使得碳纤维面料能够快速在模具中完成定型，再将透明树脂粉末撒在定型的碳纤维面料上再次进行高温整形，能够有效防止碳纤维面料的纹路倾斜，提高产品品质，本专利技术操作简单耗时短，能够快速获得整洁美观的碳纤维工件”，该装置在进行步骤三整形操作时，将透明树脂粉末均匀撒在成型后的碳纤维表面，在此过程中缺少相应的物料收集装置，容易造成物料的浪费，也易导致加工成本的上升；
[0007]4、对比文件CN109867940B公开了一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法，“所述碳纤维增强聚碳酸酯复合材料按重量百分比算，包括如下组分：聚碳酸酯50～75％；助剂5％～10％；碳纤维20％～40％；碳纤维增强聚碳酸酯复合材料中，碳纤维保留长度及其分布按重量百分比算，包括如下组分：小于800um30％～40％；800um～1500um20％
‑
35％；大于1500um和小于等于1800um20％～35％；大于1800um5％～10％。制备得到的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料刚性增强的同时具有优异的导电性能，充分发挥了碳纤维自身的特性，增加了材料的适用性和实用性”，该装置在加工时，忽视了碳纤维束丝与表面复合材料之间弹力系数的检测，导致二者弹力系数不同是，在受到相同拉伸作用力的情况下二者的拉伸形变程度产生差异，导致装置内部碳纤维束丝与表面复合材料之间的连接紧密性降低。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其工作步骤包括如下：
[0010]步骤一：预浸液制备，将环氧树脂加热，使其软化，并去除内部气泡；
[0011]步骤二：碳纤维束丝浸泡，将碳纤维束丝浸泡在软化后的环氧树脂内部，使其表面均匀覆盖有环氧树脂胶体，与此同时，取单独的一束碳纤维束丝进行弹力检测，并获取弹力检测数值T1；
[0012]步骤三：浸泡结束后将表面附着有环氧树脂胶体的碳纤维束丝取出，等待表面环氧树脂冷却定型后，对表面的环氧树脂进行弹力检测，获取相应的弹力检测数值T2；
[0013]步骤四：将步骤二与步骤三中检测得到的弹力检测数值T1和T2进行对比，在T1与T2相等时，进入下一步，在T1与T2不等时,需将碳纤维束丝表面的环氧树脂剥离去除，重复步骤一；
[0014]步骤五：在T1与T2相等后，将表面附着有环氧树脂的碳纤维束丝进行收卷处理；
[0015]步骤六：将步骤五收卷后的碳纤维束丝予以集中固化成型处理。
[0016]优选的，步骤一中环氧树脂使用的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、偏苯三酸、偏苯三酸酐、均苯四甲酸或均苯四甲酸二酐中的一种或者任意两种或者任意三种或者任意四种的排列组合。
[0017]优选的，所述步骤二中碳纤维束丝的浸泡为水浴浸泡方式，水浴浸泡温度范围为80
‑
100摄氏度。
[0018]优选的，所述步骤五中碳纤维束丝收卷包括有安装底板、伸缩支架、圆筒、抹平圆管和糙化圆管，其中所述安装底板的顶部安装有两组对称布置的伸缩支架，所述伸缩支架相对的侧表面通过轴件安装有圆筒，所述安装底板的顶部通过螺栓安装有伸缩圆柱，且伸缩圆柱位于伸缩支架的后方，所述伸缩圆柱的顶部安装有横板，所述横板的内部嵌合安装有抹平圆管和糙化圆管，且糙化圆管位于抹平圆管的后方，所述安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其工作步骤包括如下：步骤一：预浸液制备，将环氧树脂加热，使其软化，并去除内部气泡；步骤二：碳纤维束丝浸泡，将碳纤维束丝浸泡在软化后的环氧树脂内部，使其表面均匀覆盖有环氧树脂胶体，与此同时，取单独的一束碳纤维束丝进行弹力检测，并获取弹力检测数值T1；步骤三：浸泡结束后将表面附着有环氧树脂胶体的碳纤维束丝取出，等待表面环氧树脂冷却定型后，对表面的环氧树脂进行弹力检测，获取相应的弹力检测数值T2；步骤四：将步骤二与步骤三中检测得到的弹力检测数值T1和T2进行对比，在T1与T2相等时，进入下一步，在T1与T2不等时,需将碳纤维束丝表面的环氧树脂剥离去除，重复步骤一；步骤五：在T1与T2相等后，将表面附着有环氧树脂的碳纤维束丝进行收卷处理；步骤六：将步骤五收卷后的碳纤维束丝予以集中固化成型处理。2.根据权利要求1所述的一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其特征在于：步骤一中环氧树脂使用的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、偏苯三酸、偏苯三酸酐、均苯四甲酸或均苯四甲酸二酐中的一种或者任意两种或者任意三种或者任意四种的排列组合。3.根据权利要求1所述的一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤二中碳纤维束丝的浸泡为水浴浸泡方式，水浴浸泡温度范围为80
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100摄氏度。4.根据权利要求1所述的一种不锈钢压力容器缠绕碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤五中碳纤维束丝收卷包括有安装底板(1)、伸缩支架(2)、圆筒(3)、抹平圆管(6)和糙化圆管(7)，其中所述安装底板(1)的顶部安装有两组对称布置的伸缩支架(2)，所述伸缩支架(2)相对的侧表面通过轴件安装有圆筒(3)，所述安装底板(1)的顶部通过螺栓安装有伸缩圆柱(5)，且伸缩圆柱(5)位于伸缩支架(2)的后方，所述伸缩圆柱(5)的顶部安装有横板，所述横板的内部嵌合安装有抹平圆管(6)和糙化圆管(7)，且糙化圆管(7)位于抹平圆管(6)的后方，所述安装底板(1)的顶部安装有集料框(4)，且集料框(4)位于抹平圆管(6)和糙化圆管(7)的下方，所述安装底板(1)的顶部安装有两组对称布置的固定框架(9),所述固定框架(9)相对的侧表面通过轴件安装有收卷圆杆(8)和牵引圆杆(11)，且牵引圆杆(11)位于收卷圆杆(8)的上方，所述固定框架(9)的一侧表面安装有驱动电机(10)，且驱动电机(10)的输出端与收卷圆杆(8)的一端连接，。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建军，徐俊峰，仲睿，赵建梅，严肖陈，龚宏昌，秦政，李彩霞，夏仁杰，杨海龙，
申请(专利权)人：南通曙光机电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：