本發(fā)明涉及一種氣體分散加熱裝置，特別是涉及一種氣體分散加熱裝置和連續(xù)化制備碳納米管原位改性玻璃纖維的設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

1、玻璃纖維是一種被廣泛應(yīng)用的無機非金屬材料，具有高絕緣性、高耐熱性和良好的機械強度，常用于制造各類復(fù)合材料，但目前也面臨著功能單一、復(fù)合材料界面相容性差等問題。碳納米管是一種新型的碳材料，具有獨特的物理、化學和機械性能，被認為是傳統(tǒng)纖維材料良好的功能化改性劑。

2、使用碳納米管對玻璃纖維進行原位修飾，能在保留玻璃纖維原有性能的情況下提升其在電磁吸收材料、電磁屏蔽材料或其他復(fù)合材料中的力學性能。然而，現(xiàn)有技術(shù)中，針對連續(xù)化碳納米管改性玻璃纖維的制備，目前未見涉及連續(xù)化碳納米管原位生長、連續(xù)化催化層設(shè)置的報道，且現(xiàn)有設(shè)備制備的碳納米管原位改性的玻璃纖維存在碳納米管的含量難以提高、碳納米管的均勻性不佳、碳納米管與玻璃纖維結(jié)合力度弱等問題，距離碳納米管原位改性的玻璃纖維的產(chǎn)業(yè)化制備仍有較大挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于，提供一種氣體分散加熱裝置和連續(xù)化制備碳納米管原位改性玻璃纖維的設(shè)備及方法，所述氣體分散加熱裝置通過對氣體擴散器和加熱爐的集成設(shè)計，直接將氣體經(jīng)氣體擴散器導(dǎo)入加熱爐，從而使得加熱區(qū)(也就是反應(yīng)實際發(fā)生區(qū))氣氛穩(wěn)定，反應(yīng)穩(wěn)定。本發(fā)明所述連續(xù)化制備碳納米管原位改性玻璃纖維的設(shè)備，通過對設(shè)備的改進，能夠?qū)⒉ＡЮw維表面催化層設(shè)置和碳納米管原位生長這兩種相差較大的工藝，集成到一套設(shè)備里，實現(xiàn)工藝和設(shè)備的匹配，所以能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化制備碳納米管原位改性玻璃纖維，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化碳納米管對玻璃纖維的高效改性，能夠確保碳納米管生長的一致性及可控性，能極大地提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明所述設(shè)備及方法，能根據(jù)具體的玻璃纖維處理需求，對設(shè)備和工藝進行調(diào)控，設(shè)備和工藝的可調(diào)控性高，有利于提高生產(chǎn)效率，有利于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化制備碳納米管原位改性玻璃纖維，從而更加適于實用。

2、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種氣體分散加熱裝置，其包括：

3、加熱爐，其設(shè)置有若干圓孔；所述圓孔貫通設(shè)置于所述加熱爐相對的兩個側(cè)面；

4、氣體擴散器，其一個側(cè)面設(shè)置有進氣通道；在與所述進氣通道相對的另一個側(cè)面設(shè)置有若干出氣通道；所述出氣通道貫通所述圓孔；所述氣體擴散器分別與所述加熱爐相對的兩個側(cè)面連接。

5、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種碳納米管原位生長裝置，其包括：

6、加熱爐，其設(shè)置有若干圓孔；所述圓孔貫通設(shè)置于所述加熱爐相對的兩個側(cè)面；

7、氣體擴散器，其一個側(cè)面設(shè)置有進氣通道；在與所述進氣通道相對的另一個側(cè)面設(shè)置有若干出氣通道；所述出氣通道貫通所述圓孔；所述氣體擴散器分別與所述加熱爐相對的兩個側(cè)面連接；

8、碳納米管生長腔，其嵌設(shè)于所述加熱爐內(nèi)。

9、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種連續(xù)化制備碳納米管原位改性玻璃纖維的設(shè)備，其包括：

10、容器，其設(shè)置有聚四氟乙烯內(nèi)襯；

11、烘干裝置，其設(shè)置于所述容器的下游；所述烘干裝置設(shè)置有玻璃纖維進口和玻璃纖維出口；

12、根據(jù)如上所述的氣體分散加熱裝置，其設(shè)置于所述烘干裝置的下游；所述氣體分散加熱裝置設(shè)置有玻璃纖維進口和玻璃纖維出口；

13、根據(jù)如上所述的碳納米管原位生長裝置，其設(shè)置于所述氣體分散加熱裝置的下游；所述碳納米管原位生長裝置設(shè)置有玻璃纖維進口和玻璃纖維出口；

14、第一線軸，設(shè)置于所述容器的上游；

15、第二線軸，設(shè)置于所述碳納米管原位生長裝置的下游。

16、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。

17、優(yōu)選的，前述的設(shè)備，其還包括：

18、若干滾軸，其表面設(shè)置有聚四氟乙烯；

19、所述滾軸分別設(shè)置于所述容器與所述第一線軸之間以及所述容器的下游。

20、優(yōu)選的，前述的設(shè)備，其還包括：

21、氣氛控制系統(tǒng)，其包括惰性氣體發(fā)生裝置和流量控制裝置；所述流量控制裝置與分別連接所述氣體分散加熱裝置的進氣通道和所述碳納米管原位生長裝置的進氣通道。

22、優(yōu)選的，前述的設(shè)備，其還包括：

23、吹氣裝置，其設(shè)置于所述氣體分散加熱裝置和所述碳納米管原位生長裝置之間，用于以惰性氣體置換玻璃纖維周圍的氣體。

24、優(yōu)選的，前述的設(shè)備，其中所述烘干裝置包括：

25、紅外線加熱爐，其設(shè)置于所述烘干裝置的內(nèi)側(cè)壁上；所述紅外線加熱爐與所述內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)置有石棉層；

26、不銹鋼內(nèi)襯板，其設(shè)置于所述烘干裝置的另一內(nèi)側(cè)壁上與所述紅外線加熱爐的位置相對。

27、優(yōu)選的，前述的設(shè)備，其中所述碳納米管原位生長裝置中，所述碳納米管生長腔為管式長方體腔。

28、優(yōu)選的，前述的設(shè)備，其中所述管式長方體腔的長度為1.5～3m、寬度為0.1～0.25m、高度為0.05～0.1m。

29、本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種應(yīng)用如上所述的設(shè)備連續(xù)化制備碳納米管原位改性玻璃纖維的方法，其包括以下步驟：

30、s1、在所述容器中，對玻璃纖維進行前驅(qū)體溶液浸漬，得到載有催化劑前驅(qū)體的濕玻璃纖維；

31、s2、在所述烘干裝置中，對s1得到的載有催化劑前驅(qū)體的濕玻璃纖維進行烘干，得到載有催化劑前驅(qū)體的干燥玻璃纖維；

32、s3、在所述氣體分散加熱裝置中，對s2得到的載有催化劑前驅(qū)體的干燥玻璃纖維進行熱還原，得到表面設(shè)置有催化層的玻璃纖維；

33、s4、在所述碳納米管原位生長裝置中，對s3得到的表面設(shè)置有催化層的玻璃纖維進行碳納米管原位生長，得到碳納米管原位改性的玻璃纖維。

34、借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種用于氣體分散和加熱的裝置以及連續(xù)化制備碳納米管原位改性的玻璃纖維的設(shè)備至少具有下列優(yōu)點：

35、1、本發(fā)明提出的一種氣體分散加熱裝置，其通過對氣體擴散器和加熱爐的集成設(shè)計，直接將氣體經(jīng)氣體擴散器導(dǎo)入加熱爐內(nèi)，從而使得加熱區(qū)(也就是反應(yīng)實際發(fā)生區(qū))氣氛穩(wěn)定，反應(yīng)穩(wěn)定，解決了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的管式爐都是兩端進氣，中心加熱導(dǎo)致反應(yīng)氣氛不穩(wěn)定的問題。

36、2、本發(fā)明提出的一種碳納米管原位生長裝置，其通過將碳納米管生長腔嵌設(shè)于加熱爐內(nèi)，再將加熱爐與氣體擴散器連接，成為一體化設(shè)計的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)直接將氣體經(jīng)氣體擴散器導(dǎo)入加熱爐，并經(jīng)加熱爐導(dǎo)入碳納米管生長腔，使得碳納米管生長腔內(nèi)氣氛穩(wěn)定，溫度穩(wěn)定，有利于確保碳納米管生長的一致性及可控性。碳納米管生長腔為管式長方體腔，使得有利于裝置的使用維護的前提下碳納米管的生長效率更高。同時，進一步地，碳納米管生長腔的尺寸及形狀能根據(jù)實際進行調(diào)控，從而更加適于實用。

37、3、本發(fā)明提出的一種連續(xù)化制備碳納米管原位改性玻璃纖維的設(shè)備，其包括氣體分散加熱裝置，碳納米管原位生長裝置，容器，烘干裝置，線軸，滾軸和氣氛控制系統(tǒng)，能夠?qū)⒉ＡЮw維表面催化層設(shè)置和碳納米管原位生長這兩種相差較大的工藝，集成到一套設(shè)備里，實現(xiàn)工藝和設(shè)備的匹配，因此能實現(xiàn)連續(xù)化玻璃纖維的碳納米管高效改性，能確保碳納米管生長的一致性及可控性，能極大地提高生產(chǎn)效率，更加適于實用。

38、4、本發(fā)明提出的一種連續(xù)化制備碳納米管原位改性玻璃纖維的方法，能根據(jù)具體的玻璃纖維處理需求，對設(shè)備和工藝進行調(diào)控，設(shè)備和工藝的可調(diào)控性高，有利于提高生產(chǎn)效率，有利于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化制備碳納米管原位改性玻璃纖維，從而更加適于實用。

39、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。