本發(fā)明屬于碳纖維生產(chǎn)設(shè)備，特別涉及一種連續(xù)性碳纖維表面電鍍系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

碳纖維作為一種高新技術(shù)材料，在航空航天及民用領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，被認(rèn)為是目前最有發(fā)展前途的增強(qiáng)纖維，目前世界上90％以上的碳纖維是通過(guò)聚丙烯腈原絲生產(chǎn)的。金屬化碳纖維不僅具有碳纖維優(yōu)良的力學(xué)性能，還兼具了金屬的優(yōu)良的導(dǎo)電性。一般金屬的比電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于碳纖維的比電阻：碳纖維的比電阻通常是10^-2-10^-3ω·cm，金屬化碳纖維的電阻是10^-5ω·cm接近大多數(shù)金屬的比電阻(10^-6ω·cm)，由金屬化碳纖維制備的復(fù)合材料可顯著降低復(fù)合材料的比電阻，增強(qiáng)其電磁屏蔽性能或隱身性能。所以金屬化的碳纖維可以作為隱形材料用在軍用飛機(jī)的骨架和蒙皮上，作為耐高溫材料用在航天飛機(jī)的鼻錐和機(jī)翼前沿等高溫部件。除此自外表面金屬化的碳纖維在小型大容量電容器、磁性薄膜、電子設(shè)備的電磁屏蔽膜以及制造各種功能性元器件等方面都具有較廣泛的用途。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)碳纖維表面金屬化的研究頗多，提出了各種各樣的處理方法。碳纖維進(jìn)行表面金屬化主要有電鍍和化學(xué)鍍兩種方式，由于電鍍法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、速度快、可連續(xù)生產(chǎn)的特點(diǎn)，是一種應(yīng)用前景廣闊的方法。國(guó)內(nèi)許多研究集中在化學(xué)鍍方面，對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)指導(dǎo)作用不大。此外，碳纖維屬于脆性材料，在生產(chǎn)和后續(xù)使用過(guò)程中極易產(chǎn)生毛絲，碳纖維表現(xiàn)電鍍不能采用傳統(tǒng)的電鍍?cè)O(shè)備，需針對(duì)碳纖維性能特點(diǎn)，對(duì)傳動(dòng)裝置和點(diǎn)解槽進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，以避免電鍍過(guò)程產(chǎn)生毛絲，進(jìn)而影響產(chǎn)品的品質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明對(duì)電鍍裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，在電鍍過(guò)程中，碳纖維無(wú)需經(jīng)過(guò)導(dǎo)輥，減少了碳纖維在電鍍過(guò)程中存在的摩擦，減少毛絲的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

碳纖維表面電鍍系統(tǒng)，包括碳纖維紗架以及碳纖維收卷機(jī)，其特征在于：在碳纖維紗架和碳纖維收卷機(jī)之間設(shè)有電鍍處理裝置，碳纖維從碳纖維紗架出來(lái)穿過(guò)電鍍處理裝置，經(jīng)過(guò)電鍍后的碳纖維經(jīng)碳纖維收卷機(jī)收卷，所述的電鍍處理裝置包括陽(yáng)極槽和至少一個(gè)陰極槽，所述陰極槽內(nèi)設(shè)有陰極石墨板，陽(yáng)極槽內(nèi)設(shè)有陽(yáng)極石墨板，陰極石墨板和陽(yáng)極石墨板分別與電源的正極和負(fù)極連接，碳纖維與陰極石墨板之間的距離小于3mm，碳纖維與陽(yáng)極石墨板之間的距離在50-100mm之間。

進(jìn)一步的說(shuō)，所述電鍍處理裝置包括陽(yáng)極槽，在陽(yáng)極槽兩側(cè)分別設(shè)有陰極槽。

進(jìn)一步的說(shuō)，在碳纖維紗架和陰極槽之間設(shè)有預(yù)處理槽，所述預(yù)處理槽包括容納預(yù)處理液的預(yù)處理容器，預(yù)處理容器內(nèi)設(shè)有電解裝置，碳纖維穿過(guò)預(yù)處理槽，預(yù)處理槽盛放有酸性溶液。

進(jìn)一步的說(shuō)，所述的電解裝置包括電解電源以及與電解電源連接的電解極板，所述的預(yù)處理容器內(nèi)設(shè)有絕緣隔板，絕緣隔板位于電解極板之間。

進(jìn)一步的說(shuō)，在預(yù)處理槽之前設(shè)有用于去除碳纖維表面上漿劑的去漿爐。

進(jìn)一步的說(shuō)，所述的去漿爐包括箱式的爐體，爐體的左端設(shè)有進(jìn)絲口，右端設(shè)有出絲口，爐體的下方設(shè)有進(jìn)氣口，上方設(shè)有出氣口，所述的出氣口連接有抽氣裝置。

進(jìn)一步的說(shuō)，所述的所述進(jìn)絲口和出絲口的爐體上設(shè)有氣封裝置。

進(jìn)一步的說(shuō)，在電鍍處理裝置和碳纖維收卷機(jī)之間設(shè)有超聲波清洗槽。

進(jìn)一步的說(shuō)，所述的水洗槽后設(shè)有對(duì)碳纖維干燥的干燥爐。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明對(duì)電鍍裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，在電鍍過(guò)程中，碳纖維無(wú)需經(jīng)過(guò)導(dǎo)輥，減少了碳纖維在電鍍過(guò)程中存在的摩擦，減少毛絲的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為電鍍處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為陽(yáng)極石墨板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為預(yù)處理槽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為去漿爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中1為碳纖維紗架，2為碳纖維，3和11為導(dǎo)輥，4為去漿爐，5為預(yù)處理槽，6和8為陰極槽，7為陽(yáng)極槽，9為水洗槽，10為干燥爐，12為碳纖維收卷機(jī)，41為進(jìn)絲口，42為出氣口，43為抽氣裝置，44為氣封裝置，45為出絲口，51為預(yù)處理容器，52為電解電源，53為電解極板，54為絕緣隔板，61和81為陰極石墨板，71為陽(yáng)極石墨板，72為電源。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，碳纖維表面電鍍系統(tǒng)，包括碳纖維紗架1以及碳纖維收卷機(jī)12，在碳纖維紗架1和碳纖維收卷機(jī)12之間設(shè)有電鍍處理裝置，碳纖維從碳纖維紗架出來(lái)穿過(guò)電鍍處理裝置，經(jīng)過(guò)電鍍后的碳纖維經(jīng)碳纖維收卷機(jī)收卷，所述的電鍍處理裝置包括陽(yáng)極槽7和至少一個(gè)陰極槽6，所述陰極槽6內(nèi)設(shè)有陰極石墨板61，陽(yáng)極槽7內(nèi)設(shè)有陽(yáng)極石墨板71，陰極石墨板61和陽(yáng)極石墨板71分別與電源72的正極和負(fù)極連接，碳纖維2與陰極石墨板61之間的距離小于3mm，碳纖維2與陰極石墨板之間的距離設(shè)定用于保證陰極石墨板與碳纖維之間的導(dǎo)電性，避免出現(xiàn)導(dǎo)電不良造成的電鍍不均勻的問(wèn)題，碳纖維2與陽(yáng)極石墨板71之間的距離在50-100mm之間，一方面保證了碳纖維與陽(yáng)極石墨板之間的放電的穩(wěn)定性，繼而也保證了電鍍的穩(wěn)定性和均勻性，距離過(guò)小時(shí)，可能存在直接導(dǎo)通的情況，無(wú)法進(jìn)行電鍍，距離過(guò)大時(shí)，碳纖維和陽(yáng)極石墨板之間的電阻過(guò)大，無(wú)法進(jìn)行電鍍，另一方面，該距離范圍內(nèi)，碳纖維與陽(yáng)極石墨板之間具有充沛的電鍍液，有利于電鍍的均勻性和穩(wěn)定性。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)電鍍處理裝置進(jìn)行改進(jìn)，電鍍過(guò)程中碳纖維穿過(guò)電鍍處理裝置，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有與輥類零件接觸，減少碳纖維在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦，避免電鍍過(guò)程中產(chǎn)生毛絲，提高了碳纖維電鍍的質(zhì)量以及電鍍完成后成品的質(zhì)量。

進(jìn)一步的說(shuō)，所述電鍍處理裝置包括陽(yáng)極槽7，在陽(yáng)極槽7兩側(cè)分別設(shè)有陰極槽6和8，本實(shí)施例中具有兩個(gè)陰極槽，且設(shè)置在陽(yáng)極槽7的兩側(cè)，即電鍍過(guò)程中碳纖維的兩端同時(shí)與電鍍電源的負(fù)極導(dǎo)通，即能保證陽(yáng)極石墨板上電壓盡可能的均勻分布，有利于電鍍的均勻性，又或，本發(fā)明中的陽(yáng)極石墨板71的表面對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)斜面，即陽(yáng)極石墨板的表面中間高，兩側(cè)低，由于陽(yáng)極石墨板接通電源后，其表面存在壓降分布，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠降低壓降分布對(duì)電鍍的影響，保證了電鍍的均勻性。

進(jìn)一步的說(shuō)，在碳纖維紗架和陰極槽之間設(shè)有預(yù)處理槽5，所述預(yù)處理槽包括容納預(yù)處理液的預(yù)處理容器51，預(yù)處理容器51內(nèi)設(shè)有電解裝置，碳纖維穿過(guò)預(yù)處理槽，預(yù)處理槽盛放有酸性溶液，本實(shí)施例中通過(guò)電解裝置將預(yù)處理容器中的酸性溶液進(jìn)行電解，產(chǎn)生含氧活性官能團(tuán)，然后活動(dòng)官能團(tuán)與碳纖維表面結(jié)合，這些含氧活性官能團(tuán)能夠提高電鍍層與碳纖維表面的結(jié)合力，避免電鍍層觸點(diǎn)翹曲或者脫落的問(wèn)題，優(yōu)選的酸性溶液為碳酸銨，碳酸氫銨、硫酸、或者硝酸的任意一種或者混合物。

進(jìn)一步的說(shuō)，所述的電解裝置包括電解電源52以及與電解電源52連接的電解極板53，所述的預(yù)處理容器51內(nèi)設(shè)有絕緣隔板54，絕緣隔板位于電解極板53之間，設(shè)置的絕緣隔板用于對(duì)兩個(gè)電解極板之間距離過(guò)小可能存在的電解效率差的問(wèn)題。

進(jìn)一步的說(shuō)，在預(yù)處理槽之前設(shè)有用于去除碳纖維表面上漿劑的去漿爐4，設(shè)置的去漿爐通過(guò)高溫將碳纖維表面的上漿劑徹底去除，所述的去漿爐內(nèi)充滿惰性氣體，在惰性氣氛下碳纖維不會(huì)受到氧化，本實(shí)施例中的去漿爐的溫度在500-650℃，所述的惰性氣體為氨氣。

進(jìn)一步的說(shuō)，所述的去漿爐包括箱式的爐體41，爐體41的左端設(shè)有進(jìn)絲口41，右端設(shè)有出絲口45，爐體的下方設(shè)有進(jìn)氣口46，上方設(shè)有出氣口42，所述的出氣口42連接有抽氣裝置43，在高溫環(huán)境下，上漿劑會(huì)部分分解，分解產(chǎn)物可能又會(huì)沉積在碳纖維的表面，沉積物會(huì)影響碳纖維表面的質(zhì)量，繼而影響后續(xù)的電鍍質(zhì)量，惰性氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入去漿爐內(nèi)，并不斷補(bǔ)充，保證去漿爐內(nèi)的壓力的穩(wěn)定和氣體環(huán)境的穩(wěn)定，設(shè)置的抽氣裝置為常用的負(fù)壓抽取設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、真空發(fā)生器等，抽氣設(shè)備能夠快速的降低上漿劑的分解產(chǎn)物及時(shí)的抽走，避免上漿劑的分解產(chǎn)物在碳纖維表面的沉積。

進(jìn)一步的說(shuō)，所述的所述進(jìn)絲口和出絲口的爐體上設(shè)有氣封裝置44，氣封裝置用于保證爐體內(nèi)的惰性氣氛的穩(wěn)定性，避免外部的空氣進(jìn)入去漿爐內(nèi)，避免碳纖維在含氧氣氛下氧化而導(dǎo)致性能降低，所述的氣封裝置為迷宮型密封結(jié)構(gòu)或吹氣式密封結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的說(shuō)，在電鍍處理裝置和碳纖維收卷機(jī)之間設(shè)有超聲波清洗槽，超聲波清洗槽利用超聲波對(duì)殘留在碳纖維表面的電鍍液進(jìn)行清洗，保證了碳纖維表面的清潔度。

進(jìn)一步的說(shuō)，所述的水洗槽后設(shè)有對(duì)碳纖維干燥的干燥爐，所述的干燥爐為熱風(fēng)干燥爐。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明對(duì)電鍍裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，在電鍍過(guò)程中，碳纖維無(wú)需經(jīng)過(guò)導(dǎo)輥，減少了碳纖維在電鍍過(guò)程中存在的摩擦，減少毛絲的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。