碳纤维纸加工设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种碳纤维纸加工设备。碳纤维纸加工设备包括胶液浸渍装置、静电发生装置、纤维处理装置、固化分离装置和高温处理装置，静电发生装置和纤维处理装置相对设置并设于胶液浸渍装置和固化分离装置之间，高温处理装置设于固化分离装置远离胶液浸渍装置的一侧，纤维处理器包括收容纤维的纤维盒、与纤维盒连接的开松器以及设于纤维盒一侧的筛板，纤维盒内的纤维在开松器的作用下穿过筛板。本实用新型专利技术的碳纤维纸加工设备通过在衬板表面浸渍固化剂，实现了纤维沉积和强化相结合的生产模式，简化了造纸步骤，增强了碳纤维纸的结构强度；通过静电发生装置吸引纤维，以形成结构有序化的碳纤维纸，提升了碳纤维纸整体的导电性与机械强度。电性与机械强度。电性与机械强度。

【技术实现步骤摘要】
碳纤维纸加工设备


[0001]本技术涉及一种碳纤维纸加工设备，属于特种纸制备


技术介绍

[0002]碳纤维纸是由碳纤维与碳基体共同组成的一种多孔的复合材料，在燃料电池气体扩散层、超级电容器集流体、气体过滤器、电解水电极等领域有着广泛的应用。通常碳纤维纸不仅作为支撑材料，同时担负着传质和导电的双重作用。因此，要求碳纤维纸具有较好的孔隙度，同时还必须具有良好的导电性，然而常规无序排列的碳纤维结构，导电性与结构强度较差，而有序排列的碳纤维，则难以形成大面积的碳纤维纸。
[0003]对此，现有技术中针对碳纸的结构均匀性进行改进，通过对高分子膜表面进行处理得到预处理膜，然后根据产品厚度要求，将若干张高分子膜叠加一起进行粘连。通过加热加压，制成厚度均匀的网状高分子膜，随后进行高温炭化处理，即得到碳纸。该方案能有效控制碳纸的均匀性，但是每层之间的结构强度较弱，会降低碳纸整体的支撑强度与拉伸强度。
[0004]现有技术中也存在针对提高碳纸的强度进行改进，通过将甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙醇、导电碳材料、无机纤维、增粘剂混合制成的浆料喷涂于氢氧化铝溶胶处理的聚四氟乙烯无纺布表面。通过酸处理、氨处理得到喷涂层凝固化的无纺布，最后将疏水材料超声雾化喷涂于表面后干燥而制得。该方案导电碳材料与无纺布粘结牢固，碳材料分散均匀并被气凝胶的网络固定，强度较高，但导电性能较弱。
[0005]有鉴于此，确有必要对现有的碳纤维纸加工设备提出改进，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种碳纤维纸加工设备，以解决现有碳纤维纸导电性差以及机械强度低的问题。
[0007]为实现上述目的，本技术提供了一种碳纤维纸加工设备，包括胶液浸渍装置、静电发生装置、纤维处理装置、固化分离装置和高温处理装置，所述静电发生装置和纤维处理装置相对设置并设于所述胶液浸渍装置和固化分离装置之间，所述高温处理装置设于所述固化分离装置远离所述胶液浸渍装置的一侧，所述纤维处理器包括收容纤维的纤维盒、与所述纤维盒连接的开松器以及设于所述纤维盒一侧的筛板，纤维盒内的纤维在开松器的作用下穿过筛板。
[0008]作为本技术的进一步改进，还包括设于所述静电发生装置和纤维处理装置之间的衬板，所述胶液浸渍装置包括胶液，所述衬板穿过所述胶液浸渍装置以在所述衬板表面形成吸附层，所述吸附层设于所述衬板远离所述静电发生装置的一侧，所述纤维处理器内的纤维穿过所述筛板，在所述静电发生装置的作用下朝向所述吸附层移动并与所述吸附层连接。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述衬板为玻璃纤维网、尼龙纤维网、涤纶网、腈
纶网中的任意一种；所述胶液为淀粉、纤维素、聚丙烯酰胺、环氧树脂、酚醛树脂中的任意一种。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述筛板为格栅，所述格栅上设有若干孔隙，所述孔隙呈长条形规律排布。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述筛板能够相对于所述衬板转动，以控制所述纤维在所述衬板上的排布方式。
[0012]作为本技术的进一步改进，所述开松器为风机。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述固化分离装置包括固化器和分离器，所述胶液在所述固化器内固化，以连接所述胶液和所述纤维形成碳纤维纸，所述分离器能够将所述碳纤维纸与所述衬板分离。
[0014]作为本技术的进一步改进，所述高温处理装置包括碳化区和石墨化区，所述碳纤维纸依次穿过所述碳化区和所述石墨化区。
[0015]作为本技术的进一步改进，包括收料装置，所述收料装置设于所述高温处理装置远离所述固化分离装置的一侧，以收集穿过所述高温处理装置的碳纤维纸。
[0016]作为本技术的进一步改进，所述收料装置为卷材收料装置或板材收料装置中的一种。
[0017]本技术的有益效果是：本技术的碳纤维纸加工设备通过设置胶液浸渍装置、静电发生装置和纤维处理装置，一方面通过在衬板表面浸渍固化剂，实现了纤维沉积和强化相结合的生产模式，简化了造纸步骤，同时保证了碳纤维纸在成型之后不会受到额外的应力损伤，增强了碳纤维纸的结构强度；另一方面通过静电发生装置吸引纤维，使得纤维沉积在衬板的一侧，以形成结构有序化的碳纤维纸，同时提升了碳纤维纸整体的导电性与机械强度。此外，碳纤维纸加工设备将静电力场与流体力学相结合，使得生产过程中完全不需要水和溶剂，避免了水资源浪费以及废水污染。
附图说明
[0018]图1是本技术优选实施例的碳纤维纸加工设备的结构示意图。
[0019]附图标记说明：衬板1，胶液浸渍装置2，静电发生装置3，纤维处理装置4，固化分离装置5，高温处理装置6，收料装置7，碳纤维纸8，纤维盒41，纤维42，开松器43，筛板44，孔隙45，固化器51，分离器52。
具体实施方式
[0020]为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。
[0021]请参阅图1所示，本技术揭示了一种碳纤维纸加工设备，包括胶液浸渍装置2、静电发生装置3、纤维处理装置4、固化分离装置5和高温处理装置6，静电发生装置3和纤维处理装置4相对设置并设于胶液浸渍装置2和固化分离装置5之间，高温处理装置6设于固化分离装置5远离胶液浸渍装置2的一侧，纤维处理装置4包括收容纤维42的纤维盒41、与纤维盒41连接的开松器43以及设于纤维盒41一侧的筛板44，纤维盒41内的纤维42在开松器43的作用下穿过筛板44。
[0022]具体的，碳纤维纸加工设备还包括设于静电发生装置3和纤维处理装置4之间的衬板1，胶液浸渍装置2包括胶液，衬板1穿过胶液浸渍装置2以在衬板1表面形成吸附层，吸附层设于衬板1远离静电发生装置3的一侧，纤维42处理器内的纤维42穿过筛板44，在静电发生装置3的作用下朝向吸附层移动并与吸附层连接，静电发生装置3产生的静电引力能够吸引碳纤维42朝向静电发生装置3移动，并最终与吸附层连接。
[0023]优选的，筛板44为格栅，格栅上设有若干孔隙45，孔隙45呈长条形规律排布。其中，筛板44设于纤维盒41朝向衬板1的一侧，通过将孔隙45设为长条形并规律排布，使得纤维盒41内的纤维42能够以定向的角度穿过筛板44。筛板44能够相对于衬板1转动，以控制纤维42在衬板1上的排布方式，使得从孔隙45中穿过的碳纤维42能够保持穿过孔隙45的角度移动至吸附层，并与吸附层连接。
[0024]优选的，开松器43为风机，纤维盒41内的纤维42均经过短切，以缩小纤维42的长度，风机运行时产生气流，通过气流促使纤维42的悬浮，当悬浮的纤维42的空间角度与孔隙45的角度相同时，纤维42穿过筛板44上的孔隙45向外流出。
[0025]优选的，衬板1可以为玻璃纤维网、尼龙纤维网、涤纶网、腈纶网中的任意一种或几种的组合；胶液为淀粉、纤维素、聚丙烯酰胺、环氧树脂、酚醛树脂中的任意一种或几种的组合。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维纸加工设备，其特征在于：包括胶液浸渍装置、静电发生装置、纤维处理装置、固化分离装置和高温处理装置，所述静电发生装置和纤维处理装置相对设置并设于所述胶液浸渍装置和固化分离装置之间，所述高温处理装置设于所述固化分离装置远离所述胶液浸渍装置的一侧，所述纤维处理装置包括收容纤维的纤维盒、与所述纤维盒连接的开松器以及设于所述纤维盒一侧的筛板，纤维盒内的纤维在开松器的作用下穿过筛板。2.根据权利要求1所述的碳纤维纸加工设备，其特征在于：还包括设于所述静电发生装置和纤维处理装置之间的衬板，所述胶液浸渍装置包括胶液，所述衬板穿过所述胶液浸渍装置以在所述衬板表面形成吸附层，所述吸附层设于所述衬板远离所述静电发生装置的一侧，所述纤维处理装置内的纤维穿过所述筛板，在所述静电发生装置的作用下朝向所述吸附层移动并与所述吸附层连接。3.根据权利要求2所述的碳纤维纸加工设备，其特征在于：所述衬板为玻璃纤维网、尼龙纤维网、涤纶网、腈纶网中的任意一种；所述胶液为淀粉、纤维素、聚丙烯酰胺、环氧树脂、酚醛树脂中的任意一种。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：林瑞，陈亮，
申请(专利权)人：上海氢伦新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：