【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳纤维辊筒制备领域，具体涉及一种提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性能的方法。
技术介绍
1、碳纤维辊筒多个领域得到了较多应用，但由于一些新兴领域如锂电池石墨烯膜设备等对碳纤维辊筒的性能要求较高，使得目前制备的碳纤维辊筒日益无法满足实际应用需求，这无疑严重阻碍了新兴领域的技术发展和实际推广。
2、中国专利cn104626602a公开了碳纤维辊轴加工工艺，该工艺主要包括毛坯的制备、外圆和断面的处理以及粗磨、喷漆、精磨等步骤。该工艺也是目前普遍采用的碳纤维辊轴的制备方法，利用该工艺制备得到的碳纤维辊轴性能能够满足大部分应用需求。然而，面对某些较为特殊的应用场景如锂电池石墨烯膜设备时，由于主轴动平衡和耐磨性能无法低于特定值而使该工艺制备的碳纤维应用受限。cn109572023a提供了一种强度高、轴跳动小、表面粗糙度低的碳纤维辊轴的制备方法，但其主要侧重后处理精加工方面，即粗磨、一次喷漆、表面精加工等，对于材料对于碳纤维辊轴的轴跳动和表面粗糙度未作研究，并且其碳纤维辊轴仅能达到的要求为转速达1200rpm时，轴跳动要求≤0.02mm，表面粗糙度要求ra≤0.8μm，还需在此基础上提出更高要求。亟需找寻能够改进主轴动平衡和耐磨性能技术难点的方法，通过改进工艺以期制备成性能更好地碳纤维辊轴。
3、因此，开发一种提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性能的方法具有十分重要的意义和价值。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性能的方法，包括如下的步骤：利用聚乙烯醇溶液对干燥的碳纤维布进行浸润与膜压处理，然后将其缠绕、固定于模具，利用聚酰胺溶液和酚醛树脂交联剂高温锚化固定成型。冷却至室温后，将其固定在金属轴承座两端，反复进行表面粗磨、喷漆、精加工等后处理，得到转速达1400rpm时，主轴动平衡能力强(轴跳动≤0.015mm)和耐磨性好(表面粗糙度达到ra≤0.4μm)的碳纤维辊筒。
4、具体步骤为：
5、1、采用聚乙烯醇溶液对干燥的碳纤维布进行浸润与膜压处理；
6、采用聚乙烯醇水溶液对干燥的碳纤维布进行浸润，在常温下浸润1-5h即可；然后利用表面光滑的辊轴对其进行反复膜压处理，完毕后干燥、收卷。
7、其中，聚乙烯醇水溶液是将聚乙烯醇溶解在水中，加热至65-75℃完全溶解即可，进一步优选质量浓度应≥5g/l，进一步优选范围为5-25g/l；碳纤维干布的厚度为0.15±0.005mm。然后利用表面光滑的辊轴进行反复膜压处理，然后烘干，烘干温度为90-150℃。
8、2、将步骤(1)膜压处理后的碳纤维布进行缠绕、固定于模具，将聚酰胺溶液和酚醛树脂混合后的交联剂溶液涂覆在碳纤维布表面，高温锚化固定成型，冷却至室温后，对表面进行精加工后处理，得到碳纤维辊筒。
9、其中，高温锚化固定成型所用物质为聚酰胺溶液和酚醛树脂交联剂，所述聚酰胺溶液的质量浓度应≥8g/l，进一步优选的质量浓度为8-25g/l。
10、其中，酚醛树脂交联剂的质量浓度应≥3g/l，进一步优选的质量浓度为3-18g/l，聚酰胺溶液和酚醛树脂的混合体积比例为1：1-1：8。聚酰胺溶液与碳纤维布的重量比为3:1-15:1。
11、其中，高温锚化固定成型时间为0.3-5.5h，定型温度为120-200℃。
12、对表面进行精加工后处理中包括粗磨和表面精磨；粗磨过程中，采用的砂轮为40目～60目，精磨过程中，采用的砂轮为70目～80目，光度达到可辨加工痕迹的方向。
13、本专利技术的有益效果是：
14、本专利技术方法是在制备碳纤维辊筒的过程中，通过改进原制备工艺条件，通过引入聚乙烯醇、聚酰胺溶液和酚醛树脂交联剂等特殊特征的物质，有效提高了高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性能。聚乙烯醇主要是粘结剂，粘合能力强；后者主要是具有以下基本性能特征：主链上的酰氨基团有极性，可形成氢键，分子间作用力较大，分子链易较整齐地排列，因而力学性能优异，且具有较高的结晶度，熔点明显，表面硬度大，耐磨耗，摩擦因数小，有自润滑性、吸振和消声性；由于分子中次甲基的存在，具有耐冲击和较高的韧性，是强韧的工程塑料。该方法具有操作步骤简单、反应条件温和、适合工业化生产等优点。本专利技术提供的一种提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性能的方法具有工业化生产、拓宽、解决锂电池石墨烯膜设备等新兴领域对碳纤维辊筒的实际需求。
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1.一种提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性的方法，其特征在于：
2.根据权利要求书1所述提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性的方法，其特征在于：步骤(1)聚乙烯醇水溶液的浓度为≥5g/L，浸润是指在常温下浸润1-5h；然后利用表面光滑的辊轴进行反复膜压处理，然后烘干，烘干温度为90-150℃。
3.根据权利要求书1所述提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性的方法，其特征在于：步骤(1)聚乙烯醇水溶液的浓度为5～25g/L。
4.根据权利要求书1所述提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性的方法，其特征在于：聚酰胺溶液的质量浓度为8-25g/L，酚醛树脂溶液的质量浓度为3-18g/L；聚酰胺溶液和酚醛树脂溶液按体积比例为1：1-1：8混合。
5.根据权利要求书1所述提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性的方法，其特征在于：聚酰胺溶液与碳纤维布的重量比为3:1-15:1。
6.根据权利要求书1所述提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性的方法，其特征在于：固定成型温度为120-200℃，
...【技术特征摘要】
1.一种提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性的方法，其特征在于：
2.根据权利要求书1所述提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性的方法，其特征在于：步骤(1)聚乙烯醇水溶液的浓度为≥5g/l，浸润是指在常温下浸润1-5h；然后利用表面光滑的辊轴进行反复膜压处理，然后烘干，烘干温度为90-150℃。
3.根据权利要求书1所述提高高转速下碳纤维辊筒主轴动平衡能力和耐磨性的方法，其特征在于：步骤(1)聚乙烯醇水溶液的浓度为5～25g/l。
4.根据权利要求书1所述提...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨正，高丙莹，
申请(专利权)人：智上新材料科技东台有限公司，
类型：发明
国别省市：
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