大丝束碳纤维制备装置及制备方法与流程

1.本技术涉及大丝束碳纤维生产领域，尤其是涉及一种大丝束碳纤维制备装置及制备方法。


背景技术：

2.目前，碳纤维的制备主要分为湿法纺丝技术和干喷湿纺技术，其中大丝束碳纤维的制备主要采用湿法纺丝技术，干喷湿纺技术则主要用于制备小丝束碳纤维原丝，且干喷湿纺所制备的纤维原丝性能更好，但目前干喷湿纺制备大丝束技术一直未能实现，因此开发高性能的大k束(比如48k以上)原丝迫在眉睫。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种大丝束碳纤维制备装置及制备方法，以在一定程度上避免制备的大丝束碳纤维原丝出现分叉的情况，提高所制备的大丝束碳纤维原丝的性能。
4.本发明的第一方面提供了一种大丝束碳纤维制备装置，包括依次设置的第一辊轮组、静电装置和第二辊轮组；
5.所述第一辊轮组和所述第二辊轮组均包括相互平行并相对旋转的两个第一辊轮，多束干喷湿纺所制备的小丝束碳纤维原丝依次从所述第一辊轮组的两个第一辊轮之间、所述静电装置内和所述第二辊轮组的两辊轮之间穿过；
6.多束所述小丝束碳纤维原丝在所述第一辊轮组和所述第二辊轮组的作用下合丝并由所述第一辊轮组朝向所述第二辊轮组移动；
7.所述静电装置内形成有静电场，多束所述小丝束碳纤维原丝的单丝在所述静电场的作用下相互分散并交错。
8.进一步地，所述静电装置包括静电场电源、正极板和负极板；
9.所述正极板和所述负极板相对间隔设置并分别与所述静电场电源电连接，以于所述正极板和所述负极板之间生成静电场；
10.多束所述小丝束碳纤维原丝形成的丝束从所述正极板和所述负极板之间穿过。
11.进一步地，所述第一辊轮组和所述第二辊轮组之间的间距为b，多束所述小丝束碳纤维原丝在所述第一辊轮组和所述第二辊轮组之间形成的丝束处于负牵伸状态且长度为a，所述正极板和所述负极板之间的间距为c，a、b和c满足：a2≤b2+c2。
12.进一步地，所述的大丝束碳纤维制备装置还包括送风装置；
13.所述正极板和所述负极板中的至少一者开设有通风孔，所述送风装置能够通过所述通风孔以预定的风向和风速向所述正极板和所述负极板之间吹风。
14.进一步地，所述送风装置送风的风向与所述正极板和所述负极板的板面之间的夹角为15
°
至90
°
；
15.所述送风装置送风的风速为10m/min～60m/min。
16.进一步地，多束所述小丝束碳纤维原丝以平铺或叠放的状态进入所述第一辊轮组
的两辊轮之间。
17.进一步地，还包括依次设置于所述第二辊轮组下游的第一展纤装置、折叠装置、转向装置和第二展纤装置；
18.多束所述小丝束碳纤维原丝经所述第二辊轮组后形成的丝束依次流经所述第一展纤装置和所述折叠装置，以分别对所述丝束进行展纤和折叠；
19.折叠后的所述丝束翻转预定角度后依次流至所述转向装置和所述第二展纤装置，以通过所述转向装置辅助所述丝束翻转，并通过所述第二展纤装置对所述丝束进行二次展纤。
20.进一步地，所述第一展纤装置和所述第二展纤装置均包括两个第二辊轮，两个所述第二辊轮相互平行并旋转方向相反；
21.多束所述小丝束碳纤维原丝合丝后形成的丝束由两个所述第二辊轮之间穿过，以使所述丝束经过所述第一展纤装置的两个第二辊轮后具有第一预定展宽，经过所述第二展纤装置的两个第二辊轮后具有第二预定展宽。
22.进一步地，所述折叠装置包括整形部和多个压辊；
23.所述整形部的一侧表面形成有多个凹陷以呈波纹状，多个所述压辊能够旋转并一一对应地设置于多个所述凹陷内；
24.多束所述小丝束碳纤维原丝合丝后形成的丝束从多个所述压辊和所述整形部之间穿过。
25.本发明的第二方面提供了一种大丝束碳纤维制备方法，使用上述任一项所述的大丝束碳纤维原丝制备装置，包括以下步骤：
26.步骤100、根据所要合成的大丝束碳纤维的要求，确定所需的小丝束碳纤维原丝的数量，并使用干喷湿纺所制备的小丝束碳纤维原丝；
27.步骤200、使多束小丝束碳纤维原丝依次流经第一辊轮组、静电装置和第二辊轮组，使多束小丝束碳纤维原丝的单丝经静电装置的静电场作用相互分散并交错后于第二辊轮组处合丝；
28.步骤300、使合丝后形成的丝束依次流经第一展纤装置和折叠装置，通过第一展纤装置对合丝后的丝束进行一次展纤，然后通过折叠装置进行折叠；
29.步骤400、将折叠后的丝束翻转预定角度后使其依次流经转向装置和第二展纤装置，以通过转向装置辅助丝束完成翻转后通过第二展纤装置对丝束进行二次展纤。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
31.本发明提供的大丝束碳纤维制备装置包括按顺序依次排布的第一辊轮组、静电装置和第二辊轮组，其中静电装置内形成有静电场，第一辊轮组和第二辊轮组均包括两个第一辊轮，两个第一辊轮相互平行的并排设置，且两个第一辊轮以相反的旋转方向相对旋转。在合成大丝束碳纤维(以下简称大丝束)时，采用干喷湿纺工艺制备的小丝束碳纤维原丝(以下简称小丝束)作为原料，使多束小丝束依次由第一辊轮组的两个第一辊轮之间、静电装置的静电场内以及第二辊轮组的两个第二辊轮之间穿过并进行输送。在静电装置处，多束小丝束的单丝将在静电场的作用下带相同电荷，使得多束小丝束的单丝相互排斥而相互分散，由于丝束两端被第一辊轮组和第二辊轮组约束，中间区域在静电场的作用下相互分散，使得丝束整体呈橄榄球状；同时多束小丝束的单丝在静电场的作用下相互分散时，不同
小丝束的单丝会发生交错，从而在多束小丝束移动至第二辊轮组时，会在第二辊轮组的两个第一辊轮的夹持下相互胶络，从而合丝形成大丝束。
32.因此，本技术的大丝束碳纤维制备装置利用静电力将多束小丝束合并为大丝束，且能够使多束小丝束的单丝相互胶络，使得形成的大丝束不易分叉，同时采用干喷湿纺工艺制备的小丝束碳纤维原丝作为原料，能够在一定程度上提高制备的大丝束的性能。
33.本发明还提供了一种大丝束碳纤维制备方法，包括以下步骤：首先，根据所要合成的大丝束碳纤维的要求，确定所需的小丝束碳纤维原丝的数量，并使用干喷湿纺所制备的小丝束碳纤维原丝；下一步，使多束小丝束碳纤维原丝依次流经第一辊轮组、静电装置和第二辊轮组，使多束小丝束碳纤维原丝的单丝经静电装置的静电场作用相互分散并交错后于第二辊轮组处合丝；下一步，使合丝后形成的丝束依次流经第一展纤装置和折叠装置，通过第一展纤装置对合丝后的丝束进行一次展纤，然后通过折叠装置进行折叠；下一步，将折叠后的丝束翻转预定角度后使其依次流经转向装置和第二展纤装置，以通过转向装置辅助丝束完成翻转后通过第二展纤装置对丝束进行二次展纤，通过该方法制备的大丝束不易分叉且性能高。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明实施例提供的大丝束碳纤维制备装置的结构示意图；
36.图2为本发明实施例提供的静电装置的结构示意图；
37.图3为本发明实施例提供的折叠装置的结构示意图。
38.附图标记：
39.1-小丝束，2-第一辊轮组，3-静电装置，31-正极板，32-负极板，33-通风孔，4-第二辊轮组，5-第一展纤装置，6-折叠装置，61-整形部，62-压辊，7-转向装置，8-第二展纤装置。
具体实施方式
40.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
41.通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
42.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.下面参照图1至图3描述根据本技术一些实施例所述的大丝束碳纤维制备装置及制备方法。
46.本技术的第一方面提供了一种大丝束碳纤维制备装置，用于将多束小丝束碳纤维原丝合丝成大丝束碳纤维。
47.如图1所示，大丝束碳纤维制备装置包括按顺序依次排布的第一辊轮组2、静电装置3和第二辊轮组4，其中静电装置3内形成有静电场，第一辊轮组2和第二辊轮组4均包括两个第一辊轮，两个第一辊轮相互平行的并排设置，且两个第一辊轮以相反的旋转方向相对旋转，即一个第一辊轮顺时针旋转，另一个第一辊轮逆时针旋转。
48.在合成大丝束碳纤维(以下简称大丝束)时，采用干喷湿纺工艺制备的小丝束碳纤维原丝(以下简称小丝束)作为原料，使多束小丝束1依次由第一辊轮组2的两个第一辊轮之间、静电装置3的静电场内以及第二辊轮组4的两个第二辊轮之间穿过，多束小丝束1形成的丝束在第一辊轮组2处与第一辊轮组2的两个第一辊轮相紧贴，在第二辊轮组4处与第二辊轮组4的两个第一辊轮相紧贴，使得多束小丝束1组成的丝束能够在第一辊轮组2和第二辊轮组4的作用下由第一辊轮组2朝向第二辊轮组4输送。
49.每束小丝束1均包括多个单丝，当多束小丝束1形成的丝束在经过静电装置3时，多束小丝束1的单丝将在静电场的作用下带相同电荷，使得多束小丝束1的单丝相互排斥而相互分散，此时第一辊轮组2和第二辊轮组4之间的丝束，由于两端被第一辊轮组2和第二辊轮组4约束，中间区域在静电场的作用下相互分散，使得丝束整体呈橄榄球状；同时多束小丝束1的单丝在静电场的作用下相互分散时，不同小丝束1的单丝会发生交错，从而在多束小丝束1移动至第二辊轮组4时，会在第二辊轮组4的两个第一辊轮的夹持下相互胶络，从而合丝形成大丝束。
50.因此，本技术的大丝束碳纤维制备装置利用静电力将多束小丝束1合并为大丝束，且能够使多束小丝束1的单丝相互胶络，使得形成的大丝束不易分叉，同时采用干喷湿纺工艺制备的小丝束碳纤维原丝作为原料，能够在一定程度上提高制备的大丝束的性能。
51.多束小丝束碳纤维原丝作为合成大丝束碳纤维的原料，其数量可以为2-10束，具体根据所要合成的大丝束碳纤维的需求进行确定，比如所要合成的大丝束碳纤维为48k的碳纤维丝束，则可采用2束24k的碳纤维原丝，若所要合成的大丝束碳纤维为72k的碳纤维丝束，则可采用6束12k的碳纤维原丝。
52.在该实施例中，优选地，多束小丝束1在进入第一辊轮组2的两个第一辊轮之间时，多束小丝束1可以沿第一辊轮的轴线方向以平铺方式进入，或者也可以叠放的状态进入，使得多束小丝束1在经过静电场分散成橄榄球状时，多束小丝束1的单丝在分散时能够发生交错，从而使多束小丝束1在第二辊轮组4处被挤压合并时，多束小丝束1的单丝能够相互交错的胶络在一起，进而使合并后形成的大丝束不易发生分叉。
53.在该实施例中，优选地，如图2所示，静电装置3包括静电场电源、正极板31和负极板32，正极板31和负极板32相对间隔设置，以形成供丝束穿过的通道，正极板31和负极板32分别与静电场电源电连接，以使正极板31和负极板32之间形成静电场。
54.在该实施例中，优选地，第一辊轮组2和第二辊轮组4之间的间距为b，多束小丝束1形成的丝束在第一辊轮组2和第二辊轮组4之间处于负牵伸状态，使得第一辊轮组2和第二辊轮组4之间的丝束的长度a大于b，从而使第一辊轮组2和第二辊轮组4之间的丝束在静电装置3的作用下能够分散成橄榄球状。同时，静电装置3的正极板31和负极板32之间的间距为c，且a2≤b2+c2，从而使多束小丝束1的单丝在静电力的作用下分散时，单丝不会碰触正极板31和负极板32而影响单丝间的交错以及后续的胶络合并。
55.在本技术的一个实施例中，优选地，大丝束碳纤维制备装置还包括送风装置(图中未示出)，以通过送风装置向静电装置3的正极板31和负极板32之间吹风；具体地，如图2所示，正极板31和负极板32中的至少一者开设有通风孔33，比如负极板32上设有通风孔33，送风装置能够通过通风孔33朝向正极板31和负极板32之间吹风，使得多束小丝束1的单丝在风力的作用下能够更好地分散和交错，进而更好的胶络，使合丝后形成的大丝束的单丝更好的胶络在一起，不易发生分叉。
56.在该实施例中，优选地，送风装置通过通风孔33吹入静电场内风具有预定的风向和风速。比如，送风装置送风的风向与极板(正极板31和负极板32)的板面之间呈15
°
至90
°
的夹角，即送风可以与极板的板面垂直地吹向静电场内的丝束，或者送风也可以与极板的板面成预定倾斜角度的吹向静电场内的丝束，以使在静电场作用下分散的单丝更充分地交错。
57.优选地，送风装置送风的风速为10m/min～60m/min，使吹入静电场内的风具有足够的风力，使在静电场作用下分散的单丝更充分地交错。
58.在该实施例中，优选地，通风孔33的形状可以为矩形、圆形或者柳叶形等，且通风孔33的数量为多个，多个通风孔33可以呈阵列地排布于极板沿丝束的输送方向的中间区域，或者也可使多个通风孔33分别位于极板中间区域的两侧。
59.在送风时不同位置的通风孔33可以具有不同的风速和风向，比如对于位于极板中部其宽度方向两侧的通风孔33，可以使风倾斜地吹入静电场，而对于极板中部位于极板中间的通风孔33，则可以使风垂直极板吹入静电场。
60.在本技术的一个实施例中，优选地，如图1所示，大丝束碳纤维制备装置还包括设置于所述第二辊轮组4下游并按顺序依次排布的第一展纤装置5、折叠装置6、转向装置7和第二展纤装置8，多束小丝束1在经第二辊轮后形成的丝束能够继续向后流动并依次流经第一展纤装置5、折叠装置6、转向装置7和第二展纤装置8。
61.来自第二辊轮组4的丝束先到达第一展纤装置5，在第一展纤装置5处，第一展纤装置5能够对丝束进行一次展纤，由于经第二辊轮组4后的合丝的丝束可能存在中间厚边缘薄的特征，通过第一展纤装置5能够使丝束展成薄而均匀的具有第一预定展宽的宽丝束。优选地，第一展纤装置5包括两个第二辊轮，两个第二辊轮相互平行地并排设置，且两个第二辊轮以相反的旋转方向相对转动，丝束以紧贴两个第二辊轮的状态从两个第二辊轮之间穿过，在两个第二辊轮的作用下丝束继续向后流通，同时在两个第二辊轮的作用下，丝束被挤压而使其被展开至具有第一预定展宽。
62.经过第一展纤装置5的展纤后，丝束继续向后流动至折叠装置6，由于经第一展纤装置5后的丝束较宽，丝束边缘的单丝可能存在胶络不够紧密的情况，通过折叠装置6可宽丝束进行折叠，使宽丝束被折叠成厚而窄的丝束条。优选地，如图3所示，折叠装置6包括整形部61和多个压辊62，整形部61的一侧表面为整形表面，该整形表面形成有多个凹陷，使得整形部61的整形表面呈波纹状。多个可同向旋转的压辊62一一对应地设置于多个凹陷处。
63.折叠装置6在使用时，整形部61的多个凹陷沿第一方向并排设置，第一方向为丝束的宽度方向，即第一方向与丝束的输送方向相垂直，多个压辊62的轴线均沿第一方向应，且多个压辊62沿第一方向并排设置并与多个凹陷一一对。丝束在流经折叠装置6时，丝束从整形部61和多个压辊62之间穿过，并在多个压辊62以及呈波纹状的整形整形表面的作用下被整形呈波纹状，从而使丝束在宽度方向上发生折叠，使经展纤后形成的宽丝束别折叠成厚而窄的丝束条。
64.经过折叠装置6后，丝束继续向后流动至转向装置7和第二展纤装置8，在丝束到达转向装置7前向对丝束翻转预定角度，比如90度，即原本水平状态的丝束翻转为竖直状态，然后在使丝束经转向装置7流至第二展纤装置8，其中转向装置7包括转动设置的辊轮，丝束被翻转后能够紧贴转向装置7的辊轮，以通过转向装置7的辊轮对丝束的翻转进行辅助，避免丝束重新回到未翻转前的状态，且由于翻转前的丝束经折叠后其褶皱方向在竖直方向，经翻转后丝束的褶皱在水平方向，从而能够便于丝束进入下游的第二展纤装置8。
65.第二展纤装置8与第一展纤装置5的结构相同，通过第二展纤装置8能够对丝束进行二次展纤，使得经折叠后的厚而胶络不均匀的丝束展开，并具有第二预定宽度，从而满足使用需求。
66.本技术的第二方面提供了一种利用上述的大丝束碳纤维原丝制备装置制备大丝束碳纤维的制备方法，包括以下步骤：
67.步骤100、根据所要合成的大丝束碳纤维的要求，确定所需的小丝束碳纤维原丝的数量，且小丝束碳纤维原丝使用通过干喷湿纺工艺所制备的小丝束碳纤维原丝，以使合丝后制得的大丝束具有更好的性能。
68.步骤200、使多束小丝束碳纤维原丝依次流经第一辊轮组、静电装置和第二辊轮组，多束小丝束碳纤维原丝的单丝在静电装置的静电场作用下相互分散，使第一辊轮组和第二辊轮组之间的多束小丝束碳纤维原丝的单丝呈橄榄球状，同时也使多束小丝束碳纤维原丝的单丝在分散时相互交错，然后在第二辊轮组处合丝。
69.步骤300、合丝后形成的丝束依次流经第一展纤装置和折叠装置，以先通过第一展纤装置对合丝后的丝束进行一次展纤，使丝束展成薄而均匀的具有第一预定展宽的宽丝束，避免经第二辊轮组后的丝束存在中间厚边缘薄的特征；然后通过折叠装置对丝束进行折叠，以将经展纤后形成的宽丝束折叠成厚而窄的丝束条，避免合丝后的丝束其边缘的单丝存在胶络不够紧密的情况。
70.步骤400、将折叠后的丝束翻转预定角度，使其经折叠后形成的褶皱由竖直方向(丝束的厚度方向)被翻转至水平方向(丝束的宽度方向)，然后使丝束依次向后流经转向装置和第二展纤装置，以通过转向装置辅助丝束完成翻转，便于丝束进入第二展纤装置；通过第二展纤装置对丝束进行二次展纤，使得经折叠后的厚且胶络不均匀的丝束展开，从而形成不易分叉的高性能的具有第二预定宽度的大丝束。
71.在实际的制备过程中，当需要制备48k的大丝束时，可使用2束24k的小丝束，在静电装置处，通过送风装置以45度的倾斜角度，15m/min的风速向静电场内送风，在第一展纤装置处将丝束展纤至宽度为30mm，然后通过折叠装置将丝束折叠至宽度为10mm，最后在通过第二展纤装置将丝束展纤至宽度为25mm，从而得到宽度25mm的丝束分布均匀的48k的丝束带。
72.当需要自备72k的大丝束时，可使用6束12k的小丝束，在静电装置处，通过送风装置以90度的风向、10m/min的风速从极板中间的通风孔向静电场内吹风，同时以30度夹角的风向、15m/min的风速从极板两侧的通风孔向静电场内吹风，以更利于分散的单丝交错；然后通过第一展纤装置对丝束进行展纤，得到宽度为45mm丝束，然后通过折叠装置对丝束进行折叠，得到宽度为15mm的丝束，最后再经第二展纤装置对丝束进行展纤，得到宽度为35mm的丝束分布均匀的72k丝束带。
73.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种大丝束碳纤维制备装置，其特征在于，包括依次设置的第一辊轮组、静电装置和第二辊轮组；所述第一辊轮组和所述第二辊轮组均包括相互平行并相对旋转的两个第一辊轮，多束干喷湿纺所制备的小丝束碳纤维原丝依次从所述第一辊轮组的两第一辊轮之间、所述静电装置内和所述第二辊轮组的两辊轮之间穿过；多束所述小丝束碳纤维原丝在所述第一辊轮组和所述第二辊轮组的作用下合丝并由所述第一辊轮组朝向所述第二辊轮组移动；所述静电装置内形成有静电场，多束所述小丝束碳纤维原丝的单丝在所述静电场的作用下相互分散并交错。2.根据权利要求1所述的大丝束碳纤维制备装置，其特征在于，所述静电装置包括静电场电源、正极板和负极板；所述正极板和所述负极板相对间隔设置并分别与所述静电场电源电连接，以于所述正极板和所述负极板之间生成静电场；多束所述小丝束碳纤维原丝形成的丝束从所述正极板和所述负极板之间穿过。3.根据权利要求2所述的大丝束碳纤维制备装置，其特征在于，所述第一辊轮组和所述第二辊轮组之间的间距为b，多束所述小丝束碳纤维原丝在所述第一辊轮组和所述第二辊轮组之间形成的丝束处于负牵伸状态且长度为a，所述正极板和所述负极板之间的间距为c，a、b和c满足：a2≤b2+c2。4.根据权利要求2所述的大丝束碳纤维制备装置，其特征在于，还包括送风装置；所述正极板和所述负极板中的至少一者开设有通风孔，所述送风装置能够通过所述通风孔以预定的风向和风速向所述正极板和所述负极板之间吹风。5.根据权利要求4所述的大丝束碳纤维制备装置，其特征在于，所述送风装置送风的风向与所述正极板和所述负极板的板面之间的夹角为15
°
至90
°
；所述送风装置送风的风速为10m/min～60m/min。6.根据权利要求1所述的大丝束碳纤维制备装置，其特征在于，多束所述小丝束碳纤维原丝以平铺或叠放的状态进入所述第一辊轮组的两辊轮之间。7.根据权利要求1至6中任一项所述的大丝束碳纤维制备装置，其特征在于，还包括依次设置于所述第二辊轮组下游的第一展纤装置、折叠装置、转向装置和第二展纤装置；多束所述小丝束碳纤维原丝经所述第二辊轮组后形成的丝束依次流经所述第一展纤装置和所述折叠装置，以分别对所述丝束进行展纤和折叠；折叠后的所述丝束翻转预定角度后依次流至所述转向装置和所述第二展纤装置，以通过所述转向装置辅助所述丝束翻转，并通过所述第二展纤装置对所述丝束进行二次展纤。8.根据权利要求7所述的大丝束碳纤维制备装置，其特征在于，所述第一展纤装置和所述第二展纤装置均包括两个第二辊轮，两个所述第二辊轮相互平行并旋转方向相反；多束所述小丝束碳纤维原丝合丝后形成的丝束由两个所述第二辊轮之间穿过，以使所述丝束经过所述第一展纤装置的两个第二辊轮后具有第一预定展宽，经过所述第二展纤装置的两个第二辊轮后具有第二预定展宽。9.根据权利要求7所述的大丝束碳纤维制备装置，其特征在于，所述折叠装置包括整形部和多个压辊；
所述整形部的一侧表面形成有多个凹陷以呈波纹状，多个所述压辊能够旋转并一一对应地设置于多个所述凹陷内；多束所述小丝束碳纤维原丝合丝后形成的丝束从多个所述压辊和所述整形部之间穿过。10.一种大丝束碳纤维制备方法，使用权利要求7至9中任一项所述的大丝束碳纤维原丝制备装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤100、根据所要合成的大丝束碳纤维的要求，确定所需的小丝束碳纤维原丝的数量，并使用干喷湿纺所制备的小丝束碳纤维原丝；步骤200、使多束小丝束碳纤维原丝依次流经第一辊轮组、静电装置和第二辊轮组，使多束小丝束碳纤维原丝的单丝经静电装置的静电场作用相互分散并交错后于第二辊轮组处合丝；步骤300、使合丝后形成的丝束依次流经第一展纤装置和折叠装置，通过第一展纤装置对合丝后的丝束进行一次展纤，然后通过折叠装置进行折叠；步骤400、将折叠后的丝束翻转预定角度后使其依次流经转向装置和第二展纤装置，以通过转向装置辅助丝束完成翻转后通过第二展纤装置对丝束进行二次展纤。

技术总结
本申请涉及大丝束碳纤维生产领域，尤其是涉及一种大丝束碳纤维制备装置及制备方法，丝束碳纤维制备装置包括按顺序依次排布的第一辊轮组、静电装置和第二辊轮组，采用干喷湿纺工艺制备的多束小丝束依次由上述三者之间穿过。在静电装置处，多束小丝束的单丝将在静电场的作用下相互分散，使得丝束分散成橄榄球状，同时多束小丝束的单丝发生交错，而多束小丝束在第二辊轮组能够相互胶络合丝形成大丝束。因此，本申请利用静电力将多束小丝束合并为大丝束，且能够使多束小丝束的单丝相互交错地胶络，使形成的大丝束不易分叉，同时采用干喷湿纺工艺制备的小丝束碳纤维原丝作为原料，能够在一定程度上提高制备的大丝束的性能。能够在一定程度上提高制备的大丝束的性能。能够在一定程度上提高制备的大丝束的性能。


技术研发人员：马祥林 王作智 张超 邝微微 任婷 王静茹 程汉 袁静 陈国玉 卢欢
受保护的技术使用者：新疆隆炬新材料有限公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/7/27