[发明专利]一种碳纤维包覆造粒生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种碳纤维包覆造粒生产工艺。

背景技术

碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它 是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理 而得到的微晶石墨材料。碳纤维质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具 有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。碳纤维不仅 具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性。碳纤维具有许 多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧 化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨 胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好 等。如将碳纤维增强复合材料汽车零件以代替金属零件，不仅可增强汽车零件 的重量、耐高温性、耐腐蚀性及稳定性，而且降低了生产成本。另外，碳纤维 表面光滑，呈现表面化学惰性，其与基料混合时浸润性差、结合力小，影响了 复合材料整体优良性能的发挥。

发明内容

本发明提供一种碳纤维包覆造粒生产工艺，旨在解决现有生产工艺中存在 的生产成本高、碳纤维产品结合力不强的技术问题。

本发明的上述目的是通过如下方案实现的：

一种碳纤维包覆造粒生产工艺，其包括20-60％的增强纤维、35～75wt％的工 程塑料基料和2-5wt％的助剂，包括如下步骤：

(1)烘干

将碳纤维丝卷整齐挂在纱架上，退绕进烘箱，烘箱温度设定80～120度，烘 道长度3-5米；

(2)熔融

称取工程塑料基料和助剂加入双螺杆造粒机的料斗，上螺杆主机加热区分 为9个温区；待主机温区达到设定温度后，启动主机、启动喂料电机，料斗里 的基料进入主机螺杆，经熔融挤出进入包覆模具；

(3)包覆

将步骤(2)熔融的基料和步骤(1)烘干后的碳纤维丝束进行包覆；

(4)冷却

将步骤(3)包覆完成的丝束经牵引出模具口进入冷却水槽，进行连续牵引、 连续冷却、出水槽后经吹风烘干以去除水分；

(5)切粒

将步骤(4)包覆好的丝束经冷却烘干后进入定长切粒机进行切粒。

(6)包装

将步骤(5)切好的粒子经定重计量，分袋包装得到成品。

在上述技术方案的基础上，上述助剂包括润滑剂、偶联剂和抗氧化剂。

上述步骤(2)熔融中上螺杆主机加热温度为260～300度。

上述步骤(3)包覆通道长度为500～800毫米、丝束牵引线速度为8～12米/ 分。

上述步骤(5)切粒的粒子长度为6～10毫米。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

本发明一种碳纤维包覆造粒生产工艺，其制备方法工艺简单，操作方便， 效益高，成本低，适于工业化生产。碳纤维与基料产品结合力好，从而保证了 复合材料整体优良性能的发挥。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了， 所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的 常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用 语与本领域技术熟练入员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均 等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

一种碳纤维包覆造粒生产工艺，其包括20-60％的增强纤维、35～75wt％的工 程塑料基料和2-5wt％的助剂，所述助剂包括润滑剂、偶联剂和抗氧化剂等。

本发明碳纤维长纤维包覆造粒生产工艺如下：

将碳纤维丝卷整齐挂在纱架上，退绕进烘箱，烘箱温度设定80-120度，烘 道长度3米以上，目的是去除碳纤维丝束表面的水份；烘干后的纤维丝束进入 包覆模具。

将工程塑料基料按上述重量百分比混入润滑剂、偶联剂、抗氧化剂等助剂 加入双螺杆造粒机的料斗，上螺杆主机加热区分为9个温区，温度设定260-300 度之间；待主机温区达到设定温度后，启动主机、启动喂料电机，料斗里的基 料进入主机螺杆，经熔融挤出进入包覆模具。