制备复合材料用碳纤维的方法技术

本发明专利技术公开了制备复合材料用碳纤维的方法，碳纤维制造过程中的生产工序包括聚合、纺丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、水洗、上浆前干燥、上浆、上浆后干燥和卷绕收丝。其中上浆前干燥采用电加热热辊加热工艺，上浆后干燥采用红外辐射和卧式热风烘干箱联合烘干的干燥工艺，上浆剂由双酚F型环氧树脂、脂肪族一元不饱和酸、脂肪族活性稀释剂、脂肪胺类催化剂、醌类阻聚剂、脂肪族多异氰酸酯、聚醚多元醇共聚改性，然后采用阴离子有机氟表面活性剂进行外乳化制备得到。本发明专利技术所制备的碳纤维具有良好的通用性，与多种热固性及热塑性基体树脂具有优异的相容性，特别与环氧树脂、酚醛树脂、聚烯烃树脂具有突出的界面结合强度。

【技术实现步骤摘要】
制备复合材料用碳纤维的方法
本专利技术属于碳纤维制备
，特别涉及制备复合材料用碳纤维的方法。
技术介绍
碳纤维及其复合材料是目前最具有发展前景的新型材料，因其具有高比强度、比模量、低密度、耐环境性等各种优异性能而被广泛应用。复合材料的制备过程中，需要采用碳纤维作为增强相，各种高分子树脂作为基体相，通过多种加工工艺制成。由于应用领域的差异化需求，基体树脂包括热固性树脂和热塑性树脂，例如环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、聚烯烃树脂等。为了满足碳纤维表面与基体树脂的良好结合，通常需要在碳纤维表面涂覆一层高分子上浆剂，以增强碳纤维与基体树脂的两相界面结合能力。目前，常用的上浆剂为环氧树脂乳液体系，能够满足环氧基体树脂复合材料的制备需要，但通用性差，和其他基体树脂的结合力较弱。专利201710694218.5涉及一种碳纤维表面接枝超支化聚芳酰胺的方法，该方法通过碳纤维的抽提处理、氧化、碳纤维的还原处理、碳纤维的硅烷化处理等制备表面接枝超支化聚芳酰胺的碳纤维；专利201710544392.1提供一种碳纤维表面绿色接枝聚醚胺的方法，通过清洗、氧化、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.制备复合材料用碳纤维的方法，其特征在于，碳纤维制备过程中的生产工序包括：聚合、纺丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、水洗、上浆前干燥、上浆、上浆后干燥和卷绕收丝；其中：/n所述的预氧化是以空气为介质,采用三区氧化工艺对原丝进行预氧化处理制得预氧丝；/n所述的低温碳化是将制得的预氧丝，进入以氮气为介质的低温碳化炉，采用七区低温碳化工艺进行低温碳化，制得低温碳化丝；/n所述的高温碳化是将制得的低温碳化丝，进入以氮气为介质的高温碳化炉，采用七区高温碳化工艺进行高温碳化，制得高温碳化丝。/n

【技术特征摘要】
1.制备复合材料用碳纤维的方法，其特征在于，碳纤维制备过程中的生产工序包括：聚合、纺丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、水洗、上浆前干燥、上浆、上浆后干燥和卷绕收丝；其中：
所述的预氧化是以空气为介质,采用三区氧化工艺对原丝进行预氧化处理制得预氧丝；
所述的低温碳化是将制得的预氧丝，进入以氮气为介质的低温碳化炉，采用七区低温碳化工艺进行低温碳化，制得低温碳化丝；
所述的高温碳化是将制得的低温碳化丝，进入以氮气为介质的高温碳化炉，采用七区高温碳化工艺进行高温碳化，制得高温碳化丝。


2.根据权利要求1所述的制备复合材料用碳纤维的方法，其特征在于，所述的三区氧化工艺为将氧化炉加热控制区间分成3区，每区温度分别为230～247℃、240～257℃、255～270℃；控制丝束在每个氧化炉炉腔中停留时间相同，各炉区的预氧化时间相同。


3.根据权利要求1所述的制备复合材料用碳纤维的方法，其特征在于，所述的七区低温碳化工艺为低温碳化炉加热控制区间分成7区，每区温度分别为450～490℃、520～592℃、570～685℃、630～780℃、66...

【专利技术属性】
技术研发人员：季春晓，黄翔宇，刘瑞超，辛美音，吴嵩义，常丽，黄胜德，许璐路，黄猛，高佳奕，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化上海石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11