一种回收碳纤维热塑短切的制备装置及方法与流程

本发明涉及碳纤维回收及再利用，尤其是涉及一种回收碳纤维热塑短切的制备装置及方法。

背景技术：

1、碳纤维具有高强、高模、耐高温、耐摩擦、导热、导电及耐腐蚀等特性，因此可作为增强材料与树脂复合，制造出高性能的复合材料，被广泛应用于汽车、体育、航空航天等领域。但是碳纤维的生产成本高，随着碳纤维的需求逐年增加，在碳纤维生产过程中，会出现废丝或尾纱等废料，碳纤维生产成本的降低成为一大要求，而碳纤维废丝、尾纱的回收再利用具有极高的经济、社会价值。同时随着应用领域的扩大，碳纤维增强树脂基复合材料废弃物也越来越多，这些废弃物经处理后得到的回收碳纤维同样具有优异的性能，可用于制备回收碳纤维增强复合材料。

2、回收碳纤维大多是蓬松、分散以及杂乱无章的状态，不利于应用现有的热塑性材料加工设备制造碳纤维热塑性复合材料，且回收碳纤维与热塑性材料界面结合性差，发挥不出碳纤维的优异性能，由于以上两种原因，使得碳纤维高价值回收再利用发展受到严重制约。

3、因此，有必要设计一种回收碳纤维热塑短切的制备装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中的不足之处，而提出一种回收碳纤维热塑短切的制备装置及方法。

2、本发明的技术方案是：一种回收碳纤维热塑短切的制备装置，包括依次设置的上浆机构、集束机构、均化机构以及烘干机构；所述上浆机构用于对短切碳纤维的表面进行上浆；所述集束机构用于将上浆后的短切碳纤维集束成大颗粒；所述均化机构用于对集束后的短切碳纤维颗粒均化和抛光；所述烘干机构用于将均化后的碳纤维颗粒上的上浆剂硬化。

3、所述上浆机构包括上浆室以及设于上浆室内的喷雾装置；所述上浆室的顶部设有进料装置，底部设有与集束机构连通的出料装置；所述上浆室的底部的中心处连通有鼓风机。

4、所述喷雾装置包括设于上浆室内部，并与鼓风机的出风口相对的喷头以及通过管路与喷头连通的上浆剂储存仓。

5、所述进料装置和出料装置均为螺旋输送机；所述进料装置的螺旋输送机上连通有进料斗。

6、所述上浆室的内表面光滑，并且上浆室的底部设置呈锥面状。

7、所述集束机构包括震动台以及设于震动台下方的震动电机；所述震动电机的底部设有弹簧。

8、所述均化机构包括竖立设置的均化轮；所述均化轮内部中空，并且可沿其中心轴线旋转；所述均化轮的一端设有与集束机构连通的进口，侧壁上设有出料口。

9、所述烘干机构包括烘干室以及贯穿烘干室的输送线；所述输送线的进口与均化机构的出口连通。

10、一种利用上述的装置制备回收碳纤维热塑短切的方法，其特征在于，包括以下步骤：

11、s1：利用上浆机构将未上浆的短切碳纤维的表面进行均匀上浆；

12、s2：将上浆后的短切碳纤维输送至集束机构中得到大颗粒短切碳纤维颗粒；

13、s3：将短切碳纤维大颗粒输送至均化机构中进行均化和抛光；

14、s4：将s3中得到的抛光后的短切碳纤维大颗粒送入烘干机构中烘干。

15、采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明通过将蓬松散乱的回收碳纤维短切，先均匀的进行上浆处理，再进行集束、均化，通过简便装置获得便于大规模应用且价值高的回收碳纤维热塑短切颗粒，而且能够有效推动碳纤维复合材料回收与再利用的发展，有利于防止固废的填埋和焚烧，有益于环境保护。

技术特征：

1.一种回收碳纤维热塑短切的制备装置，其特征在于：包括依次设置的上浆机构(1)、集束机构(2)、均化机构(3)以及烘干机构(4)；所述上浆机构(1)用于对短切碳纤维的表面进行上浆；所述集束机构(2)用于将上浆后的短切碳纤维集束成大颗粒；所述均化机构(3)用于对集束后的短切碳纤维颗粒均化和抛光；所述烘干机构(4)用于将均化后的短切碳纤维颗粒上的上浆剂硬化。

2.根据权利要求1所述的一种回收碳纤维热塑短切的制备装置，其特征在于：所述上浆机构(1)包括上浆室(1-1)以及设于上浆室(1-1)内的喷雾装置(1-2)；所述上浆室(1-1)的顶部设有进料装置(1-3)，底部设有与集束机构(2)连通的出料装置(1-4)；所述上浆室(1-1)的底部的中心处连通有鼓风机(1-5)。

3.根据权利要求2所述的一种回收碳纤维热塑短切的制备装置，其特征在于：所述喷雾装置(1-2)包括设于上浆室(1-1)内部，并与鼓风机(1-5)的出风口相对的喷头以及通过管路与喷头连通的上浆剂储存仓。

4.根据权利要求2所述的一种回收碳纤维热塑短切的制备装置，其特征在于：所述进料装置(1-3)和出料装置(1-4)均为螺旋输送机；所述进料装置(1-3)的螺旋输送机上连通有进料斗。

5.根据权利要求2所述的一种回收碳纤维热塑短切的制备装置，其特征在于：所述上浆室(1-1)的内表面光滑，并且上浆室(1-1)的底部设置呈锥面状。

6.根据权利要求1所述的一种回收碳纤维热塑短切的制备装置，其特征在于：所述集束机构(2)包括震动台(2-1)以及设于震动台(2-1)下方的震动电机(2-2)；所述震动电机(2-2)的底部设有弹簧(2-3)。

7.根据权利要求1所述的一种回收碳纤维热塑短切的制备装置，其特征在于：所述均化机构(3)包括竖立设置的均化轮(3-1)；所述均化轮(3-1)内部中空，并且可沿其中心轴线旋转；所述均化轮(3-1)的一端设有与集束机构(2)连通的进口(3-2)，侧壁上设有出料口(3-3)。

8.根据权利要求1所述一种回收碳纤维热塑短切的制备装置，其特征在于：所述烘干机构(4)包括烘干室(4-2)以及贯穿烘干室(4-2)的输送线(4-1)；所述输送线(4-1)的进口与均化机构(3)的出口连通。

9.一种利用权利要求1-8任一项所述的装置制备回收碳纤维热塑短切的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种回收碳纤维热塑短切的装置和方法，其中装置包括依次设置的上浆机构、集束机构、均化机构以及烘干机构；所述上浆机构用于对短切碳纤维的表面进行上浆；所述集束机构用于将上浆后的短切碳纤维集束成大颗粒；所述均化机构用于对集束后的短切碳纤维颗粒均化和抛光；所述烘干机构用于将均化后的短切碳纤维颗粒上的上浆剂硬化。本发明通过将蓬松散乱的回收碳纤维短切，先均匀的进行上浆处理，再进行集束、均化，通过简便装置获得便于大规模应用且价值高的回收碳纤维热塑短切颗粒，而且能够有效推动碳纤维复合材料回收的发展，有利于防止固废的填埋和焚烧，有益于环境保护。

技术研发人员：翁亚楠,曹松江,曹亚飞
受保护的技术使用者：南通东碳新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8