低含硅聚丙烯腈基碳纤维的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低含硅聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，主要解决现有技术中存在的碳纤维毛丝多、力学性能差和低炭炉排焦量大的问题。本发明专利技术采用一种聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，通过采用一种低含硅聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，包括至少两道上油和干燥致密化、热稳定化、碳化的步骤；其中，所述上油和干燥致密化至少两道，第一道上油采用超低硅油剂或者无硅油剂，第二道上油采用通用含硅油剂的技术方案，较好地解决了该问题，可用于制备高性能碳纤维的生产中。

Preparation of low silicon polyacrylonitrile based carbon fiber

【技术实现步骤摘要】
低含硅聚丙烯腈基碳纤维的制备方法
本专利技术涉及一种低含硅聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，属于聚丙烯腈碳纤维制备

技术介绍
从上个世纪50年代开始，发达国家为研发大型火箭和人造卫星以及全面提高飞机性能，急需新型结构材料及耐腐蚀材料，使碳纤维重新出现在新材料的舞台上，并逐步形成了PAN基碳纤维、黏胶基碳纤维和沥青基碳纤维的三大原料体系。由于PAN基碳纤维原丝生产工艺较其他方法简单，产品的力学性能良好，因此得到了迅速发展，成为当前生产碳纤维原丝的主流。上油是碳纤维原丝制备工艺中一个关键的步骤。上油就是在聚丙烯腈原丝表面均匀涂上一层油剂薄膜，油剂可以渗透到原丝内，但大部分的油剂仍然停留在原丝表面，油剂可以保护原丝不被刮伤，还可以提高原丝的集束性和抗静电性，避免原丝在进一步的后处理过程中发生并丝和断丝。原丝的上油量要适当，上油剂量过多，引起硅污染；油剂量过少，引起单丝之间的粘连或并丝。对于聚丙烯腈基碳纤维原丝来讲，一般采用两道上油的方法。第一道上油均匀涂覆在原丝表面，提高原丝的集束形和抗静电性，保护现为表面，并提高其后道的可纺性；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低含硅聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，包括上油和干燥致密化、热稳定化、碳化的步骤；其中，所述上油和干燥致密化至少两道，第一道上油采用超低硅油剂或者无硅油剂，第二道上油采用通用含硅油剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种低含硅聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，包括上油和干燥致密化、热稳定化、碳化的步骤；其中，所述上油和干燥致密化至少两道，第一道上油采用超低硅油剂或者无硅油剂，第二道上油采用通用含硅油剂。


2.根据权利要求1所述的低含硅聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：
(1)上油和干燥致密化：
a)来自水洗后的聚丙烯腈原丝，进入第一道上油、挤压辊挤压后，进入第一道干燥致密化；
b)将得到的聚丙烯腈原丝进行第二道上油，离开第二道上油的原丝再经挤压后，进入第二道干燥致密化，完成上油过程；
其中，第一道上油采用的是超低硅油剂或者无硅油剂；第二道上油采用的是通用含硅油剂；
(2)完成上油、干燥致密化后，经蒸汽牵伸和热定型，获得聚丙烯腈共聚前驱体；
(3)将聚丙烯腈前驱体在180～280℃范围内进行热稳定化处理30～60min，总牵伸为0～6％，得到热稳定化纤维；
(4)将上述热稳定化纤维在惰性气体条件下，300～1500℃范围内进行碳化处理2～10min，总牵伸为-4～5％，得到所述聚丙烯腈基碳纤维。


3.根据权利要求1所述的低含硅聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于所述的第一道干燥致密化的温度在70℃～100℃之间，第一道干燥致密化的时长在20s～60s之间；所述的第二道干燥致密化的温度在100℃～140℃之间，第二道干燥致密化的时长在20s～60s之间。


4.根据权利要求1所述的低含硅聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于所述的超低硅油剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贺团，沈志刚，昌志龙，陈辉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11