一种低静电聚丙烯腈碳纤维原丝的制备方法及装置制造方法及图纸

一种低静电聚丙烯腈碳纤维原丝的制备方法及装置，属于碳纤维原丝制备技术领域；将干燥致密化、静电消除与抗静电上油三大工序集成于同一装置，四级梯度干燥辊将温度从90‑140℃逐级递增后递减，使纤维内部水分分步蒸发，避免骤冷骤热导致的微孔缺陷；预上油槽初步浸润纤维，精上油槽通过40kHz超声波振动实现油剂纳米级分散，油膜厚度CV值≤8％；开发含“阴离子‑阳离子双抗静电剂+纳米二氧化硅”的复配体系，解决传统单一组分抗静电剂效果不足的问题，使油剂兼具即时静电消散与持久抗静电性能，利用烷基磺酸钠快速中和正电荷，季铵盐衍生物形成持久导电层，纳米二氧化硅增强油膜附着力，三者协同使纤维表面电阻从＞1×1012Ω降至≤1×1010Ω。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于碳纤维原丝制备，具体涉及一种通过集成式上油干燥装置实现低静电聚丙烯腈(pan)碳纤维原丝的制备方法，解决传统工艺中干燥过程静电积累、油剂分布不均及生产效率低的问题。

技术介绍

1、在当前碳纤维原丝相关
，已有的专利虽各有成果，但仍存在显著不足。

2、在碳纤维原丝生产中，聚丙烯腈(pan)基原丝的干燥致密化和上油工艺是关键环节。目前行业内主要采用以下技术方案：

3、①干燥致密化技术

4、传统工艺采用多辊式干燥机，如专利cn118996652a公开了梯度温度干燥方法，但未解决干燥过程中纤维与辊面摩擦产生的静电问题，部分企业尝试使用热风干燥替代接触式干燥，但存在能耗高、干燥不均匀的缺陷(参考《碳纤维原丝干燥工艺优化研究》，2023)。

5、②上油工艺技术

6、现有上油装置多为独立单元，如专利cn119640440a采用多段式上油槽，但未考虑上油过程中的静电积累对油剂分布的影响，常规上油剂以润滑为主，抗静电性能不足，导致纤维在后续加工中易吸附灰尘，影响碳纤维品质。</p>

7、③静本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低静电聚丙烯腈碳纤维原丝的制备装置，其特征在于：所述装置包括依次连接的纺丝单元、凝固单元、水洗单元、干燥上油集成单元和后处理单元；所述干燥上油集成单元包括：

2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于：所述多级加热辊干燥系统(Ⅰ)的四级加热辊(1～12)直径为300～500mm，长度1200～1800mm，材质为45钢表面镀硬铬，镀层厚度0.05～0.1mm，表面粗糙度Ra≤0.4μm，各加热辊配备独立温控系统，温度波动范围±1℃。导向辊(13)材质与四级加热辊的相同，但无加热功能，仅具备导向功能；

3.根据权利要求2所述的制备装置，其特征在于：所述纳米...

【技术特征摘要】

1.一种低静电聚丙烯腈碳纤维原丝的制备装置，其特征在于：所述装置包括依次连接的纺丝单元、凝固单元、水洗单元、干燥上油集成单元和后处理单元；所述干燥上油集成单元包括：

2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于：所述多级加热辊干燥系统(ⅰ)的四级加热辊(1～12)直径为300～500mm，长度1200～1800mm，材质为45钢表面镀硬铬，镀层厚度0.05～0.1mm，表面粗糙度ra≤0.4μm，各加热辊配备独立温控系统，温度波动范围±1℃。导向辊(13)材质与四级加热辊的相同，但无加热功能，仅具备导向功能；

3.根据权利要求2所述的制备装置，其特征在于：所述纳米二氧化硅的表面改性处理步骤如下：

4.根据权利要求2所述的制备装置，其特征在于：所述抗静电上油剂中各组分的复配工艺为：

5.一种采用权利要求1～4任一项所述装置的低静电聚丙烯腈碳纤维原丝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述抗静电上油剂的使用温度为45～50℃，通过板式换热器循环控温，温度波动±0.5℃，确保油剂粘度稳定在18±2cst(40℃)，以实现均匀涂覆；

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述低静电...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁礼栋，石君伟，周磊，唐雨霞，葛玉周，周渤森，
申请(专利权)人：浙江精工碳材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：