一种提高喷丝板孔径均匀性的方法技术

本发明专利技术涉及一种提高碳纤维原丝喷丝板孔径均匀性的方法

【技术实现步骤摘要】
一种提高喷丝板孔径均匀性的方法


[0001]本专利技术属于金属基材表面处理领域，具体涉及一种提高碳纤维原丝喷丝板孔径均匀性的方法，更具体而言，本专利技术涉及一种湿法或干湿法纺丝喷丝板的表面处理方法，以提高喷丝板的孔径均匀性，并且具有较好的耐腐蚀
、
耐磨损
、
表面硬度高和覆膜不易脱落等优良性能
。

技术介绍

[0002]碳纤维的用量近几年呈现爆发式增长，后道用户对碳纤维质量的要求也越来越高，碳纤维的质量受原丝质量影响非常大
。
碳纤维原丝成型一般采用两种工艺：湿法成型和干湿法成型
。
其中湿法成型是在凝固浴当中进行，所用的喷丝板需要有较强的耐腐蚀能力，干湿法成型则是在空气层中成型，由于碳纤维原丝纺丝原液具有较强的腐蚀性，所以干湿法纺丝喷丝板也要求具有较高的耐腐蚀性
。
喷丝板是原丝生产中最精密
、
最关键的部件，喷丝板的质量好坏直接影响到原丝的产品质量
、
工人的劳动生产率及企业的成本等
。
业内人士一直在不断地改进喷丝板，以适应原丝生产的发展需求
。
[0003]喷丝板的作用是将粘流态的高聚物熔体或溶液，通过微孔转变成有特定截面状的细流，经过凝固介质如空气或凝固浴固化而形成丝条，即从进料面的微孔进入，经出料面的微孔而出
。
普通喷丝板上的出丝孔呈圆形，非圆形的则称为异形喷丝板
。
碳纤维原丝喷丝板的喷丝通道结构单一，均为圆孔通道，以确保纺制的原丝截面呈圆形，最大程度地提高原丝的强度
、
模量等力学性能
。
[0004]喷丝板传统的制作方法采用机械加工工艺，随着技术进步及对喷丝板孔形的要求日益多样化，如异形孔等，出现了激光加工工艺
、
电火花加工工艺
、
超声波
‑
放电加工工艺等
。
而各种加工工艺受材质
、
成本
、
精度等的影响而使加工工艺受限
。
碳纤维原丝喷丝板孔形较简单，为单一圆孔，采用机械加工工艺不失为一种适宜又经济的方法
。
[0005]碳纤维原丝喷丝板是原丝装置的核心零件，喷丝板的材质
、
孔径及其均匀性
、
孔分布以及毛细孔的长径比对原丝纺丝条件以及纤维的物理机械性能有很大的影响
。
碳纤维及其增强复合材料的各项指标值是碳纤维增强复合材料部件设计的重要指标，而原丝的各项指标又会毫无保留地“遗传”给碳纤维，因此对原丝在线设备的精度如喷丝板等要求比纺制普通纺织纤维的要求要高得多
。
以普通
T
‑
300
碳纤维为例，碳纤维的直径
CV
值低于
1.5
％，拉伸强度和拉伸模量
CV
值低于
3.8
％，接近金属材料的水平，这些不匀率要求远远高于常规纺织用纤维
。
我国对化纤喷丝板的制作要求在部分企业标
、
行业标等都有规定，如
Q/SH SH.22.01
‑
2000
和
FZ/T92027
‑
94
，传统的机械加工方法要满足这些要求，加工过程中废品率较高
。
[0006]碳纤维原丝喷丝板是一种易损耗件
。
由于喷丝板上的喷丝孔孔径非常细小，在实际原丝生产过程中很容易发生堵塞，喷丝孔一旦发生堵塞，直接影响到所生产原丝的质量均匀性，需对生产线上喷丝板进行更换以继续生产
。
堵孔的喷丝板需煅烧或在溶剂中进行煮洗
、
超声波清洗等操作，此过程中，不仅喷丝板面会有划伤
、
碰撞产生凹坑等问题，喷丝板
内孔也将遭到破坏
。
内孔中的堵塞物有时还很顽固，难以清洗掉，需采取机械的方法进行清除，将造成内孔表面受损毛糙，进而影响纺出的初生丝的质量，产生毛刺丝
、
疵点等问题
。
有时直接将此类喷丝板报废，使生产成本增加
。
[0007]在现有技术中，对喷丝孔的毛刺
、
不够光滑
、
堵孔等的问题，主要采取定期清洗抛光的方法来去除喷丝板小孔内毛刺，增加内壁光洁度
。
具体做法是：在对喷丝板正反表面
、
微孔反复清洗干净后，用银针对每个孔进行穿戳几次，然后再反复清洗
。
这种操作虽然可以清除堵孔
、
内孔部分的毛糙的情况，但喷丝孔孔径的均匀性将大大降低，将直接影响出喷丝孔的初生丝的直径均匀性
。
[0008]上述提到的喷丝板机械加工过程中产生的毛刺孔
、
缺陷孔
、
孔径不匀等的废品，目前还未有有效的解决办法
。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种提高碳纤维原丝喷丝板孔径均匀性的方法
。
该方法不仅可用于碳纤维原丝喷丝板加工过程中对孔径不匀的喷丝板的修复，还可以对碳纤维原丝生产过程中产生的喷丝板毛刺孔
、
堵孔等影响孔径均匀性的各种问题的喷丝板进行修复，减少喷丝板的报废率，提高喷丝板的利用率，稳定生产，降低生产成本
。
[0010]本专利技术提供了一种提高碳纤维原丝喷丝板孔径均匀性的方法
。
经此方法处理后的喷丝板内孔壁附着一层均匀的涂层，该涂层覆盖了喷丝板加工或使用过程中产生的毛刺等问题，涂层均匀，降低了孔径的不匀率
。
[0011]本专利技术的一种提高碳纤维原丝喷丝板孔径均匀性的方法，具体技术方案包括以下步骤：
[0012](1)
改性树脂液的调配
[0013]选取聚硅烷树脂，用溶剂或溶剂
+
缓固剂稀释为
3vol
％～
15vol
％的聚硅烷树脂溶液；
[0014](2)
喷丝板的处理
[0015]首先，对喷丝板进行超声波清洗，清洗后将喷丝板干燥；然后，在显微镜下观察喷丝孔情况，若出现堵孔，则小心翼翼地用与喷丝板孔径大小合适粗细的银针对每个孔进行穿戳数次，然后再反复清洗干燥；
[0016](3)
喷丝板的涂覆
[0017]将步骤
(1)
调配好的聚硅烷树脂溶液采用雾化喷涂法涂覆于喷丝板表面和穿过喷丝孔，涂覆时间持续
50
～
200
秒；
[0018](4)
喷丝板烘干固化及冷却
[0019]将涂覆好的喷丝板放置在烘箱中，
200
～
400℃
，加热1‑
5h
使其固化烘干，然后缓慢打开烘箱门，自然冷却降温
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种提高碳纤维原丝喷丝板孔径均匀性的方法，包括以下步骤：
(1)
改性树脂液的调配选取聚硅烷树脂，用溶剂或溶剂
+
缓固剂稀释为
3vol
％～
15vol
％的聚硅烷树脂溶液；
(2)
喷丝板的处理首先，对喷丝板进行超声波清洗，清洗后将喷丝板干燥；然后，在显微镜下观察喷丝孔情况，若出现堵孔，则小心翼翼地用与喷丝板孔径大小合适粗细的银针对每个孔进行穿戳数次，然后再反复清洗干燥；
(3)
喷丝板的涂覆将步骤
(1)
调配好的聚硅烷树脂溶液采用雾化喷涂法涂覆于喷丝板表面和穿过喷丝孔，涂覆时间持续
50
～
200
秒；
(4)
喷丝板烘干固化及冷却将涂覆好的喷丝板放置在烘箱中，
200
～
400℃
，加热1‑
5h
使其固化烘干，然后缓慢打开烘箱门，自然冷却降温
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤
(1)
中所述聚硅烷树脂为聚硅氟烷
、
聚硅氧烷
、
聚硅氮烷
、
聚硅碳烷中的一种
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤
(1)
中所述溶剂为正庚烷
、
正辛烷
、
环己烷
、
丙酮
、
四氢呋喃中的一种
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤
(1)
中，当用溶剂
+
缓固剂进行稀释时，所述缓固剂为丁酯类或醇类溶剂；所述缓固剂占所述聚硅烷树脂溶液浓度的1％～2％...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾文兰，胡晶莹，袁玉红，
申请(专利权)人：中国石化上海石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：