一种C-FRP阳极管及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种C-FRP阳极管及其制造方法，其特征在于：所述阳极道采用复合碳纤维布与玻璃纤维纱为纤维增强材料，热固性树脂、石墨粉以及阻燃剂为主要基体，通过拉挤成型的工艺制造成型。通过公知的拉挤成型工艺并结合特殊的工艺过程和参数来制造成型，其生产过程可完全实现自动化控制，相较手糊法大大提高了生产效率，且操作人员无需直接接触基体，以便整个工艺在一个密闭的无人环境中进行，避免刺激性气体对人体健康造成隐患；纤维增强材料的纤维含量高，使得产品强度高，重量轻；质量稳定，重复性好，可根据客户需求进行任意长度的切断，无需配置多种规格的模具。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种C-FRP阳极管，特别涉及一种C-FRP阳极管的制造方法。
技术介绍
在化工、轻工、印染、医药、钢铁、机械、电子、仪表、电镀等工业生产过程中，会产生的硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸等尾气及硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、碳氧化化物（CO、CO2）等酸性气体，需要对其处理后才能排放。酸雾净化塔是废气处理工程中常用的净化设备，其运行过程中，易产生粒径为10--60微米的“雾”，“雾” 不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐、二氧化硫等，需要通过除雾器的气液分离对含有雾沫的气体进行除雾处理，避免其直接排出或者进入风机、热交换器及烟道中造成其他设备的腐蚀。除雾器有铅电除雾器、PVC电除雾器和复合材料电除雾器等，铅电除雾器设备体积大、结构复杂、造价高，且由于材料含有一定的毒性，制造过程中对人体健康存在影响；PVC电除雾器设备重量轻，但存在强度差、韧性差且易变形的缺点，使用寿命较短；复合材料电除雾器主要采用玻璃纤维为增强材料，具有强度高、使用寿命长的优点，因而其逐步取代原有的铅电除雾器、PVC电除雾器，具有很广阔的市场前景。在制造作为除雾器核心的玻璃纤维阳极管或碳纤维-玻璃纤维（简称C-FRP）阳极管时，目前的方法主要为手糊法，手糊FRP法是利用人工将树脂为主体的基体与纤维增强材料进行浸渍、排气，其工作劳动强度大、效率低；基体存在挥发特性，有一定的刺激性气味，工作环境较差，工作环境需配套通风排放设施；同时，由于玻璃纤维阳极管采用多层纤维增强材料的复合结构，进一步降低了手糊法的制造效率，不利于规模化生产。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够提高生产效率、降低劳动强度的C-FRP阳极管制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种C-FRP阳极管，所述复合管道由固化后的基体以及内置于基体中的纤维增强材料层构成，其创新点在于：所述复合管道的纤维增强材料层包括复合碳纤维布层、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱层和无碱玻璃纤维缝编毡层，所述复合碳纤维布层、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱层和无碱玻璃纤维缝编毡层呈环形同轴设置且自内而外依次分布。一种制造上述C-FRP阳极管的方法，其创新点在于：所述复合管道采用复合碳纤维布、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱、无碱玻璃纤维缝编毡为纤维增强材料，热固性树脂、石墨粉、固化剂以及阻燃剂为主要基体，通过拉挤成型的工艺制造成型，具体为：步骤S1 排纱：复合碳纤维布、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱与无碱玻璃纤维缝编毡安装在纱架上，并从纱筒上引出并均匀排布；步骤S2 浸渍：将排布整齐的复合碳纤维布、无碱玻璃纤维缝编毡与无碱玻璃纤维直接无捻粗纱通过真空装置均匀浸渍上已配制好的基体中；步骤S3 预成型：将预浸好的纤维增强材料通过截面导向装置逐步过度成为管道截面形状，其中，复合碳纤维布层、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱层和无碱玻璃纤维缝编毡层在通过截面导向装置时，其横截面呈环形同轴设置且自内而外依次分布；同时挤出多余的树脂并让纤维增强材料充分浸润后进入下一步骤；步骤S4 成型：预浸渍有基体的纤维增强材料进入模具通过三阶式加热进行固化成型；三阶式固化成型为：预浸渍有基体的纤维增强材料依次通过模具的加热区、固化区和保温区，加热区温度为100~140℃，固化区温度为160~180℃，保温区温度为110~150℃，加热区、固化区和保温区的长度为200-300mm，通过的速度为0.3m/min—0.5m/min。优选的，所述无碱玻璃纤维直接无捻粗纱规格为2400-4800tec。优选的，所述复合碳纤维布的导电率为100—10000/Ω·cm，规格为300—350g/m2。优选的，所述复合碳纤维布宽幅为1200-1260mm。优选的，所述无碱玻璃纤维缝编毡的规格为300g/㎡~500g/㎡。优选的，所述无碱玻璃纤维缝编毡的宽幅为1230-1320mm。优选的，所述基体主要包括热固性树脂、石墨粉、固化剂和阻燃剂，具体比例为： 60-75重量份热固性树脂，30-15重量份石墨粉，1—2重量份固化剂，9-12重量份阻燃剂。优选的，所述热固性树脂为乙烯基树脂。优选的，所述石墨粉的目数为400-800目。本专利技术的优点在于：本专利技术的碳纤维-玻璃纤维（简称C-FRP）复合阳极管采用碳纤维与玻璃纤维纱为纤维增强材料，热固性树脂、石墨粉以及阻燃剂为主要基体，通过公知的拉挤成型工艺并结合特殊的工艺过程和参数来制造成型，其生产过程可完全实现自动化控制，相较手糊法大大提高了生产效率，且操作人员无需直接接触基体，以便整个工艺在一个密闭的无人环境中进行，避免刺激性气体对人体健康造成隐患；纤维增强材料的纤维含量高，使得产品强度高，重量轻；质量稳定，重复性好，可根据客户需求进行任意长度的切断，无需配置多种规格的模具。本专利技术中，通过较高导电率的复合碳纤维布与石墨粉配合，管道的导电性能好，大大提高了除雾、除尘效率；同时，采用复合碳纤维与玻璃纤维制品为纤维增强材料，结合热固性树脂、石墨粉以及阻燃剂制造的复合管道，耐腐蚀性能强，使用寿命长，并具有很好的阻燃性能，安全可靠；使其能够广泛应用于化工、印染、石油等行业的气体净化除雾和除尘，以及环保行业的烟气净化，具有很好的市场前景。附图说明图1为本专利技术中C-FRP阳极管结构示意图； 图2为本专利技术中C-FRP阳极管工艺流程图。具体实施方式如图1所示，本专利技术所制造的基于纤维增强材料的C-FRP阳极管由固化后的基体4以及内置于基体4中的纤维增强材料层构成，其纤维增强材料层包括复合碳纤维布层3、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱层2和无碱玻璃纤维缝编毡层1，复合碳纤维布层3、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱层2和无碱玻璃纤维缝编毡层1呈环形同轴设置且自内而外依次分布。本专利技术中的复合管道采用复合碳纤维布、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱、无碱玻璃纤维缝编毡为纤维增强材料，热固性树脂、石墨粉、固化剂以及阻燃剂为主要基体，通过拉挤成型的工艺制造成型，具体步骤为：步骤S0 选用合适的纤维增强材料及基体： 无碱玻璃纤维直接无捻粗纱规格为2400-4800tec，复合碳纤维布的导电率为100—10000/Ω·cm，规格为300—350g/m2，无碱玻璃纤维缝编毡的规格为300g/㎡~500g/㎡；本实施例中，复合碳纤维布宽幅：1200-1260mm；无碱玻璃纤维缝编毡宽幅1230-1320mm。基体主要包括热固性树脂、石墨粉、固化剂和阻燃剂，具体比例为： 60-75重量份热固性树脂，30-15重量份石墨粉，1—2重量份固化剂，9-12重量份阻燃剂。其中，热固性树脂为乙烯基树脂，石墨粉的目数为400-800目。步骤S1 排纱：复合碳纤维布、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱与无碱玻璃纤维缝编毡安装在纱架上，并从纱筒上引出并均匀排布；步骤S2 浸渍：将排布整齐的复合碳纤维布、无碱玻璃纤维缝编毡与无碱玻璃纤维直接无捻粗纱通过真空装置均匀浸渍上已配制好的基体中；步骤S3 预成型：将预浸好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种C‑FRP阳极管，所述复合管道由固化后的基体以及内置于基体中的纤维增强材料层构成，其特征在于：所述复合管道的纤维增强材料层包括复合碳纤维布层、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱层和无碱玻璃纤维缝编毡层，所述复合碳纤维布层、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱层和无碱玻璃纤维缝编毡层呈环形同轴设置且自内而外依次分布。

【技术特征摘要】
1.一种C-FRP阳极管，所述复合管道由固化后的基体以及内置于基体中的纤维增强材料层构成，其特征在于：所述复合管道的纤维增强材料层包括复合碳纤维布层、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱层和无碱玻璃纤维缝编毡层，所述复合碳纤维布层、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱层和无碱玻璃纤维缝编毡层呈环形同轴设置且自内而外依次分布。
2.一种制造上述C-FRP阳极管的方法，其特征在于：所述复合管道采用复合碳纤维布、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱、无碱玻璃纤维缝编毡为纤维增强材料，热固性树脂、石墨粉、固化剂以及阻燃剂为主要基体，通过拉挤成型的工艺制造成型，具体为：
步骤S1 排纱：复合碳纤维布、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱与无碱玻璃纤维缝编毡安装在纱架上，并从纱筒上引出并均匀排布；
步骤S2 浸渍：将排布整齐的复合碳纤维布、无碱玻璃纤维缝编毡与无碱玻璃纤维直接无捻粗纱通过真空装置均匀浸渍上已配制好的基体中；
步骤S3 预成型：将预浸好的纤维增强材料通过截面导向装置逐步过度成为管道截面形状，其中，复合碳纤维布层、无碱玻璃纤维直接无捻粗纱层和无碱玻璃纤维缝编毡层在通过截面导向装置时，其横截面呈环形同轴设置且自内而外依次分布；同时挤出多余的树脂并让纤维增强材料充分浸润后进入下一步骤；
步骤S4 成型：预浸渍有基体的纤维增强材料进入模具通过三阶式加热进行固化成型；三阶式固化成型为：预浸渍有基体的纤维增强材料依次通过模具的加热区、固化区和保温区，加热区温度为100~140℃，固化区...

【专利技术属性】
技术研发人员：李三华，顾子龙，
申请(专利权)人：南通时瑞塑胶制品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32