CN110396376A - 一种碳纤维布及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉一种碳纤维布及加工方法，包括碳纤维层、包边和薄膜不干胶层,所述碳纤维层前后两端均粘接有包边，包边下端从左往右均匀复合有薄膜不干胶层，碳纤维层包括经纱与纬纱，经纱与纬纱中均包含聚丙烯腈基碳纤维丝，上述加工过程中涉及专用的加工设备，所述加工设备包括箱体、外侧浸泡装置与内侧浸泡装置，箱体内安装从下往上依次安装有外侧浸泡装置与内侧浸泡装置。本发明提供的加工设备，可以有效对碳纤维线束在加工前进行清洁，去除碳纤维线束表面留存的油垢及上浆剂，避免影响后续加工质量，加工设备在加工过程中，能够自动对丙酮进行补充及搅拌，以保证清洁的彻底性与均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及碳纤维布领域，特别涉及一种碳纤维布及加工方法。
背景技术
碳纤维布强度高，密度小，厚度薄，基本不增加加固构件自重及截面尺寸，适用面广，广泛适用于建筑物桥梁隧道等各种结构类型、结构形状的加固修复和抗震加固及节点的结构加固。
在使用碳纤维布对结构进行加固时，需要首先在待加固面上涂覆胶黏剂，以对碳纤维布位置进行确定，由于胶黏剂粘性较大，一旦碳纤维布贴在胶黏剂上，即使发现贴覆位置错误，也难以进行重新调整。
在碳纤维布的生产加工过程中，同样也存在一些问题：为了除去碳纤维丝束上残留的油垢以及上浆剂，需要使用丙酮对其进行清洁，而在清洁过程中，碳纤维丝束仅仅是浸泡在丙酮中，丝束中的油垢与上浆剂难以被彻底清除，因此会对后续的加工效果造成不利影响。
为了解决上述问题，本发明提供了一种碳纤维布及加工方法。
发明内容
(一)技术方案
本发明采用以下技术方案，一种碳纤维布，包括碳纤维层、包边和薄膜不干胶层,所述碳纤维层前后两端均粘接有包边，包边下端从左往右均匀复合有薄膜不干胶层，碳纤维层包括经纱与纬纱，经纱与纬纱中均包含聚丙烯腈基碳纤维丝；其中：
上述加工过程中涉及专用的加工设备，所述加工设备包括箱体、外侧浸泡装置与内侧浸泡装置，箱体内安装从下往上依次安装有外侧浸泡装置与内侧浸泡装置；
所述外侧浸泡装置包括承托槽、连接杆、升降气缸与刮料刷，承托槽位于箱体内，承托槽左右两侧对称安装有连接杆，连接杆通过滑动配合方式与箱体内壁相连接，连接杆下端与升降气缸上端相连接，升降气缸下端安装在箱体上，承托槽内壁上均匀安装有刮料刷。
所述内侧浸泡装置包括转动电机、转动杆、安装架与内侧浸泡机构，转动电机通过电机座安装在箱体外壁上，转动电机输出轴通过联轴器与转动杆一端相连接，转动杆另一端通过轴承安装在箱体内壁上，转动杆上下两侧对称布置有内侧浸泡机构，内侧浸泡机构与转动杆之间通过安装架相连接。
所述内侧浸泡机构包括旋转电机、旋转筒、定位支链与浸泡支链，旋转电机通过电机座安装在安装架侧壁上，旋转电机输出轴与旋转筒一端相连接，旋转筒另一端通过轴承安装在安装架侧壁上，旋转筒外壁上安装有定位支链，旋转筒内壁上安装有浸泡支链。
所述定位支链包括一号定位板、定位螺钉、二号定位板与搅匀板，一号定位板通过定位螺钉安装在旋转筒外壁上，一号定位板下端布置有二号定位板，二号定位板安装在旋转筒外壁上，二号定位板沿旋转筒周向方向均匀布置，且一号定位板与二号定位板外侧均安装有搅匀板。
所述浸泡支链包括储料筒、分隔筒、连接架、堵料架、漂浮块、导引板与支撑弹簧，储料筒与分隔筒从内往外依次布置在旋转筒内，且储料筒与分隔筒呈同心圆结构布置，储料筒侧壁上沿其周向方向均匀开设有出料口，分隔筒侧壁上沿其周向方向均匀开设有进料口，进料口与出料口位置一一对应，且进料口与出料口之间连接有连接架相连接，连接架内布置有堵料架，堵料架上端位于出料口上侧，堵料架下端位于进料口下侧，且堵料架下端与漂浮块上端相连接，漂浮块通过滑动配合方式安装在导引板侧壁上，漂浮块下端与支撑弹簧上端相连接，支撑弹簧下端安装在导引板上。
所述旋转筒包括外筒体、内筒体与卡紧块，外筒体侧壁与旋转电机输出轴相连接，外筒体内壁上通过轴承安装有内筒体，外筒体左右两侧均沿其周向方向均匀安装有卡紧块，卡紧块紧贴在内筒体侧壁上开设的卡紧槽内，外筒体侧壁上开设有注胶口，且外筒体外壁上沿其周向方向均匀开设有条形槽，内筒体外壁上沿其周向方向均匀开设有漏料槽，条形槽与漏料槽相间布置。
所述堵料架上下两端为直板型结构，堵料架中部为四棱柱型结构。
所述漂浮块为泡沫材质，且漂浮块中部开设有进料通槽。
采用上述加工设备对上述碳纤维布进行制造加工时，具体包括以下步骤：
S1、原料清洁：将丙酮倒入加工设备内，并将作为原料的聚丙烯腈基碳纤维丝固定在加工设备上，使其在丙酮内浸泡2.5-4h，达到对油垢进行去除及脱水的目的；
S2、预浸泡：将经步骤S1处理过的聚丙烯腈基碳纤维丝在环氧树脂固化体系中浸渍6h后取出，并对其进行烘干处理，烘干温度不高于135℃，制得预浸料；
S3、卷布：使用现有卷布机将预浸料卷制成碳纤维纱布；
S4、铺层：使用人工方式将两层碳纤维纱布交叉叠放，并进行压平，交叉角度为45°，制得碳纤维层；
S5、静置：在常温下将碳纤维层静置2-3天，使得环氧树脂胶能够发生固化；
S6、材料复合：使用现有双胶槽网带贴合机将包边粘合在碳纤维层前后两侧，并将薄膜不干胶层底面贴合在包边下端。
(二)有益效果
1.本发明提供的碳纤维布，其采用包边对碳纤维层前后进行紧固，有效避免碳纤维布在裁剪后剪边处散开的情况发生，包边下端粘合的不粘胶，能够在使用碳纤维布对墙面进行加固时，对碳纤维布起到预定位的作用，保证加固位置的准确；
2.本发明提供的加工设备，可以有效对碳纤维线束在加工前进行清洁，去除碳纤维线束表面留存的油垢及上浆剂，避免影响后续加工质量，加工设备在加工过程中，能够自动对丙酮进行补充及搅拌，以保证清洁的彻底性与均匀性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明碳纤维布的平面结构示意图
图2是本发明的生产工艺流程图；
图3是本发明加工设备的平面结构示意图；
图4是本发明刮料刷、旋转筒、定位支链与浸泡支链之间的平面结构示意图；
图5是本发明图4的S向局部放大结构示意图；
图6是本发明图4的N向局部放大结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图6所示，一种碳纤维布，包括碳纤维层1、包边2和薄膜不干胶层3,所述碳纤维层1前后两端均粘接有包边2，包边2下端从左往右均匀复合有薄膜不干胶层3，碳纤维层1包括经纱与纬纱，经纱与纬纱中均包含聚丙烯腈基碳纤维丝；其中：
上述加工过程中涉及专用的加工设备，所述加工设备包括箱体4、外侧浸泡装置5与内侧浸泡装置6，箱体4内安装从下往上依次安装有外侧浸泡装置5与内侧浸泡装置6；
所述外侧浸泡装置5包括承托槽51、连接杆52、升降气缸53与刮料刷54，承托槽51位于箱体4内，承托槽51左右两侧对称安装有连接杆52，连接杆52通过滑动配合方式与箱体4内壁相连接，连接杆52下端与升降气缸53上端相连接，升降气缸53下端安装在箱体4上，承托槽51内壁上均匀安装有刮料刷54；将适量的丙酮注入承托槽51内后，可对位于承托槽51内的碳纤维丝束外壁进行浸泡，浸泡过程中刮料刷54能够将碳纤维丝束上多余的丙酮刮除，保证浸泡面的平整，当需要将浸泡完毕的碳纤维丝束取出时，应先通过升降气缸53的伸缩运动带动连接杆52向下运动，为内侧浸泡机构64的转动留下足够的空间。
所述内侧浸泡装置6包括转动电机61、转动杆62、安装架63与内侧浸泡机构64，转动电机61通过电机座安装在箱体4外壁上，转动电机61输出轴通过联轴器与转动杆62一端相连接，转动杆62另一端通过轴承安装在箱体4内壁上，转动杆62上下两侧对称布置有内侧浸泡机构64，内侧浸泡机构64与转动杆62之间通过安装架63相连接；通过转动电机61带动转动杆62进行转动，以达到对内侧浸泡机构64位置进行调换的目的，将内侧浸泡机构64位置调整完毕后，内侧浸泡机构64能够对碳纤维丝束内壁进行浸泡。
所述内侧浸泡机构64包括旋转电机641、旋转筒642、定位支链643与浸泡支链644，旋转电机641通过电机座安装在安装架63侧壁上，旋转电机641输出轴与旋转筒642一端相连接，旋转筒642另一端通过轴承安装在安装架63侧壁上，旋转筒642外壁上安装有定位支链643，旋转筒642内壁上安装有浸泡支链644；将碳纤维丝束通过定位支链643固定在旋转筒642上后，通过旋转电机641带动旋转筒642进行转动，以对浸泡支链644内的丙酮进行均匀混合，保证浸泡的均匀性，以对碳纤维丝束进行充分清洁。
所述定位支链643包括一号定位板643a、定位螺钉643b、二号定位板643c与搅匀板643d，一号定位板643a通过定位螺钉643b安装在旋转筒642外壁上，一号定位板643a下端布置有二号定位板643c，二号定位板643c安装在旋转筒642外壁上，二号定位板643c沿旋转筒642周向方向均匀布置，且一号定位板643a与二号定位板643c外侧均安装有搅匀板643d；将预浸料一端依次穿过一号定位板643a与二号定位板643c并最终绕回一号定位板643a后，通过拧紧定位螺钉643b达到对碳纤维丝束进行固定的目的，使碳纤维丝束能够紧贴在旋转筒642外壁上，在旋转过程中，搅匀板643d能够对承托槽51内的丙酮进行搅拌，提高浸泡的均匀性。
所述浸泡支链644包括储料筒644a、分隔筒644b、连接架644c、堵料架644d、漂浮块644e、导引板644f与支撑弹簧644g，储料筒644a与分隔筒644b从内往外依次布置在旋转筒642内，且储料筒644a与分隔筒644b呈同心圆结构布置，储料筒644a侧壁上沿其周向方向均匀开设有出料口，分隔筒644b侧壁上沿其周向方向均匀开设有进料口，进料口与出料口位置一一对应，且进料口与出料口之间连接有连接架644c相连接，连接架644c内布置有堵料架644d，堵料架644d上端位于出料口上侧，堵料架644d下端位于进料口下侧，且堵料架644d下端与漂浮块644e上端相连接，漂浮块644e通过滑动配合方式安装在导引板644f侧壁上，漂浮块644e下端与支撑弹簧644g上端相连接，支撑弹簧644g下端安装在导引板644f上；分隔筒644b与旋转筒642之间丙酮量不同，漂浮块644e在导引块上的位置随之改变，堵料架644d与进料口之间的空隙大小也发生同步改变，在丙酮量充足时，丙酮不会从储料筒644a内流出，当丙酮量较少时，丙酮能够从出料口流入进料口，从而对旋转筒642与分隔筒644b之间的丙酮进行补充，保证碳纤维线束能够浸泡充分。
所述旋转筒642包括外筒体642a、内筒体642b与卡紧块642c，外筒体642a侧壁与旋转电机641输出轴相连接，外筒体642a内壁上通过轴承安装有内筒体642b，外筒体642a左右两侧均沿其周向方向均匀安装有卡紧块642c，卡紧块642c紧贴在内筒体642b侧壁上开设的卡紧槽内，外筒体642a侧壁上开设有注胶口，且外筒体642a外壁上沿其周向方向均匀开设有条形槽，内筒体642b外壁上沿其周向方向均匀开设有漏料槽，条形槽与漏料槽相间布置；通过卡紧块642c与卡紧槽的相互配合，达到对内筒体642b位置进行固定的目的，通过调整内筒体642b与外筒体642a的相对位置，控制旋转筒642内丙酮是否流出。
所述堵料架644d上下两端为直板型结构，堵料架644d中部为四棱柱型结构，使得胶料无法堆积在堵料架644d上端，不会对堵料架644d的上升造成阻碍。
所述漂浮块644e为泡沫材质，且漂浮块644e中部开设有进料通槽；当分隔筒644b与旋转筒642之间的丙酮充足时，丙酮能够充满进料通槽，使得漂浮块644e位置下降，带动堵料架644d紧压在进料口上，防止储料筒644a内的丙酮漏出，当丙酮不足时，丙酮无法进入进料通槽内，在支撑弹簧644g的弹力作用下，漂浮块644e位置上升，使得堵料架644d与进料口之间出现缝隙，以便丙酮流出。
采用上述加工设备对上述碳纤维布进行制造加工时，具体包括以下步骤：
S1、原料清洁：将丙酮倒入加工设备内，并将作为原料的聚丙烯腈基碳纤维丝固定在加工设备上，使其在丙酮内浸泡2.5-4h，达到对油垢进行去除及脱水的目的；
S2、预浸泡：将经步骤S1处理过的聚丙烯腈基碳纤维丝在环氧树脂固化体系中浸渍6h后取出，并对其进行烘干处理，烘干温度不高于135℃，制得预浸料；
S3、卷布：使用现有卷布机将预浸料卷制成碳纤维纱布；
S4、铺层：使用人工方式将两层碳纤维纱布交叉叠放，并进行压平，交叉角度为45°，制得碳纤维层1；
S5、静置：在常温下将碳纤维层1静置2-3天，使得环氧树脂胶能够发生固化；
S6、材料复合：使用现有双胶槽网带贴合机将包边2粘合在碳纤维层1前后两侧，并将薄膜不干胶层3底面贴合在包边2下端。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种碳纤维布，包括碳纤维层(1)、包边(2)和薄膜不干胶层(3),其特征在于：所述碳纤维层(1)前后两端均粘接有包边(2)，包边(2)下端从左往右均匀复合有薄膜不干胶层(3)，碳纤维层(1)包括经纱与纬纱，经纱与纬纱中均包含聚丙烯腈基碳纤维丝；其中：
上述加工过程中涉及专用的加工设备，所述加工设备包括箱体(4)、外侧浸泡装置(5)与内侧浸泡装置(6)，箱体(4)内安装从下往上依次安装有外侧浸泡装置(5)与内侧浸泡装置(6)；
所述外侧浸泡装置(5)包括承托槽(51)、连接杆(52)、升降气缸(53)与刮料刷(54)，承托槽(51)位于箱体(4)内，承托槽(51)左右两侧对称安装有连接杆(52)，连接杆(52)通过滑动配合方式与箱体(4)内壁相连接，连接杆(52)下端与升降气缸(53)上端相连接，升降气缸(53)下端安装在箱体(4)上，承托槽(51)内壁上均匀安装有刮料刷(54)；
所述内侧浸泡装置(6)包括转动电机(61)、转动杆(62)、安装架(63)与内侧浸泡机构(64)，转动电机(61)通过电机座安装在箱体(4)外壁上，转动电机(61)输出轴通过联轴器与转动杆(62)一端相连接，转动杆(62)另一端通过轴承安装在箱体(4)内壁上，转动杆(62)上下两侧对称布置有内侧浸泡机构(64)，内侧浸泡机构(64)与转动杆(62)之间通过安装架(63)相连接；
所述内侧浸泡机构(64)包括旋转电机(641)、旋转筒(642)、定位支链(643)与浸泡支链(644)，旋转电机(641)通过电机座安装在安装架(63)侧壁上，旋转电机(641)输出轴与旋转筒(642)一端相连接，旋转筒(642)另一端通过轴承安装在安装架(63)侧壁上，旋转筒(642)外壁上安装有定位支链(643)，旋转筒(642)内壁上安装有浸泡支链(644)。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维布,其特征在于：所述定位支链(643)包括一号定位板(643a)、定位螺钉(643b)、二号定位板(643c)与搅匀板(643d)，一号定位板(643a)通过定位螺钉(643b)安装在旋转筒(642)外壁上，一号定位板(643a)下端布置有二号定位板(643c)，二号定位板(643c)安装在旋转筒(642)外壁上，二号定位板(643c)沿旋转筒(642)周向方向均匀布置，且一号定位板(643a)与二号定位板(643c)外侧均安装有搅匀板(643d)。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维布,其特征在于：所述浸泡支链(644)包括储料筒(644a)、分隔筒(644b)、连接架(644c)、堵料架(644d)、漂浮块(644e)、导引板(644f)与支撑弹簧(644g)，储料筒(644a)与分隔筒(644b)从内往外依次布置在旋转筒(642)内，且储料筒(644a)与分隔筒(644b)呈同心圆结构布置，储料筒(644a)侧壁上沿其周向方向均匀开设有出料口，分隔筒(644b)侧壁上沿其周向方向均匀开设有进料口，进料口与出料口位置一一对应，且进料口与出料口之间连接有连接架(644c)相连接，连接架(644c)内布置有堵料架(644d)，堵料架(644d)上端位于出料口上侧，堵料架(644d)下端位于进料口下侧，且堵料架(644d)下端与漂浮块(644e)上端相连接，漂浮块(644e)通过滑动配合方式安装在导引板(644f)侧壁上，漂浮块(644e)下端与支撑弹簧(644g)上端相连接，支撑弹簧(644g)下端安装在导引板(644f)上。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维布,其特征在于：所述旋转筒(642)包括外筒体(642a)、内筒体(642b)与卡紧块(642c)，外筒体(642a)侧壁与旋转电机(641)输出轴相连接，外筒体(642a)内壁上通过轴承安装有内筒体(642b)，外筒体(642a)左右两侧均沿其周向方向均匀安装有卡紧块(642c)，卡紧块(642c)紧贴在内筒体(642b)侧壁上开设的卡紧槽内，外筒体(642a)侧壁上开设有注胶口，且外筒体(642a)外壁上沿其周向方向均匀开设有条形槽，内筒体(642b)外壁上沿其周向方向均匀开设有漏料槽，条形槽与漏料槽相间布置。
5.根据权利要求3所述的一种碳纤维布,其特征在于：所述堵料架(644d)上下两端为直板型结构，堵料架(644d)中部为四棱柱型结构。
6.根据权利要求3所述的一种碳纤维布,其特征在于：所述漂浮块(644e)为泡沫材质，且漂浮块(644e)中部开设有进料通槽。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维布，其特征在于：采用上述加工设备对上述碳纤维布进行制造加工时，具体包括以下步骤：
S1、原料清洁：将丙酮倒入加工设备内，并将作为原料的聚丙烯腈基碳纤维丝固定在加工设备上，使其在丙酮内浸泡2.5-4h，达到对油垢进行去除及脱水的目的；
S2、预浸泡：将经步骤S1处理过的聚丙烯腈基碳纤维丝在环氧树脂固化体系中浸渍6h后取出，并对其进行烘干处理，烘干温度不高于135℃，制得预浸料；
S3、卷布：使用现有卷布机将预浸料卷制成碳纤维纱布；
S4、铺层：使用人工方式将两层碳纤维纱布交叉叠放，并进行压平，交叉角度为45°，制得碳纤维层(1)；
S5、静置：在常温下将碳纤维层(1)静置2-3天，使得环氧树脂胶能够发生固化；
S6、材料复合：使用现有双胶槽网带贴合机将包边(2)粘合在碳纤维层(1)前后两侧，并将薄膜不干胶层(3)底面贴合在包边(2)下端。
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| CN207190442U (zh) * | 2017-07-25 | 2018-04-06 | 青岛沃德塑料包装有限公司 | 一种具有优良的物理强度、高阻隔性、水汽透过率极低的编织布 |
| CN109736085A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 嘉兴市荣祥喷织有限公司 | 一种防皱棉布及其加工工艺 |
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