一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法，包括以下步骤：以石油沥青为原料，经熔融纺丝后得到沥青基碳纤维原丝；然后沥青基碳纤维原丝经预氧化后得到预氧化纤维；再将预氧化纤维放置在悬空设于炭化炉内的耐高温不锈钢网格板上，在惰性气体氛围下进行炭化得到通用级沥青基炭纤维无纺毡；其中惰性气体从预氧化纤维底部通入，从预氧化纤维上方出去。该制备方法通过底部向上的惰性气体将通用级沥青基炭纤维无纺毡中的轻组分带走，避免轻组分残留，从而防止通用级沥青基炭纤维无纺毡底部出现板结现象，减少结焦以及表面沥青小颗粒的产生，进而提高通用级沥青基炭纤维无纺毡的力学性能。毡的力学性能。毡的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法


[0001]本专利技术涉及沥青基炭纤维领域，尤其涉及一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法。

技术介绍

[0002]通用级沥青基炭纤维无纺毡具有低密度、高电阻、不燃性、高防静电的性能，加上其抗压缩回复性优良、安全性高、施工性和持久耐震性优良，其应用领域有高温绝热材料、摩擦材料、水泥增强材料等；其主要通过各同性可纺沥青(如石油沥青等)为原料，通过熔融纺丝、预氧化、炭化处理得到；现有技术中采用炭化炉进行炭化处理，向炭化炉中通入惰性气体，将预氧化纤维放入炭化炉中炭化后，发现纤维底部出现板结现象，部分有结焦，且表面有沥青小颗粒，最终影响无纺毡的力学性能。
[0003]鉴于上述情况，亟待研发一种新的通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法，能够避免炭化过程中纤维底部出现板结现象，以及减少结焦和沥青颗粒的产生，从而提高通用级沥青基炭纤维无纺毡的力学性能。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术目的是提供一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法，将预氧化纤维放置耐高温石墨多孔板上，然后将石墨多孔板悬空置于炭化炉中进行炭化处理，通过底部向上的惰性气体将预氧化纤维中的轻组分带走，避免轻组分在底部残留，从而防止通用级沥青基炭纤维无纺毡底部出现板结现象，减少结焦以及表面沥青小颗粒的产生，进而提高通用级沥青基炭纤维无纺毡的力学性能，使得通用级沥青基炭纤维无纺毡的拉伸强度达到600～1000MPa，拉伸模量达到30～50GPa。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0006]一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：
[0007]S1，熔融纺丝，以石油沥青为原料，经熔融纺丝后得到沥青基碳纤维原丝；
[0008]S2，预氧化，所述沥青基碳纤维原丝经预氧化后得到预氧化纤维；
[0009]S3，炭化，将所述预氧化纤维放置在悬空设于炭化炉内的石墨多孔板上，在惰性气体氛围下进行炭化得到通用级沥青基炭纤维无纺毡；所述惰性气体从所述预氧化纤维底部通入，从所述预氧化纤维上方出去。
[0010]优选地，所述步骤S3中，所述惰性气体从所述石墨多孔板上设置的多个横向进气管进入，从所述石墨多孔板上设置的多个纵向出气孔出去。
[0011]优选地，所述步骤S2中，所述预氧化过程中，所述沥青基碳纤维原丝在空气氛围下，以0.1～5℃/min的速率升温至220～300℃，保温1～6h。
[0012]优选地，所述步骤S3中，所述炭化过程中，所述预氧化纤维在炭化炉中，以1～10℃/min的速率升温至400～600℃，保温0.5～5h后，再以0.5～5℃/min的速率升温至800～1200℃，保温0.5～3h。
[0013]优选地，所述步骤S3中，所述惰性气体还从所述炭化炉的各个方向通入。
[0014]优选地，所述通用级沥青基炭纤维无纺毡的拉伸强度为600～1000MPa，拉伸模量为30～50GPa。
[0015]本专利技术的有益效果为：
[0016]本专利技术的通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法，将预氧化纤维放置在石墨多孔板上，然后将石墨多孔板悬空置于炭化炉中进行炭化处理，通过底部向上的惰性气体将预氧化纤维中的轻组分带走，避免轻组分残留，从而防止通用级沥青基炭纤维无纺毡底部出现板结现象，减少结焦以及表面沥青小颗粒的产生，进而提高通用级沥青基炭纤维无纺毡的力学性能，使得通用级沥青基炭纤维无纺毡的拉伸强度达到600～1000MPa，拉伸模量达到30～50GPa。
附图说明
[0017]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0018]图1为本专利技术的通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法中炭化炉以及惰性气体管路分布示意图；
[0019]图2为本专利技术的通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法中使用的石墨多孔板的结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。
[0021]本专利技术所提供的一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法，包括以下步骤：
[0022]S1，熔融纺丝
[0023]以石油沥青为原料，经熔融纺丝后得到沥青基碳纤维原丝；
[0024]S2，预氧化
[0025]沥青基碳纤维原丝进入预氧化炉中，在空气氛围下进行预氧化，以0.1～5℃/min的速率升温至220～300℃，保温1～6h后，得到预氧化纤维；
[0026]S3，炭化
[0027]将预氧化纤维放置在悬空设于炭化炉1(参见图1)内的石墨多孔板2上，在惰性气体氛围下进行炭化，以1～10℃/min的速率升温至400～600℃，保温0.5～5h后，再以0.5～5℃/min的速率升温至800～1200℃，保温0.5～3h，得到通用级沥青基炭纤维无纺毡；其中惰性气体从预氧化纤维底部通入，从预氧化纤维上方出去；具体而言，惰性气体从石墨多孔板2上设置的多个横向进气管21进入，从石墨多孔板2上设置的多个纵向出气孔22出去；另外惰性气体还从炭化炉1的各个方向通入，其中惰性气体管路3在炭化炉1中的一种排布方式如图1所示，惰性气体沿惰性气体管路3中方向进入炭化炉1中(惰性气体走向参见图1中箭头K、L、M、N指示方向)。
[0028]石墨多孔板2(参见图2)上设有多条平行的横向进气管21，每条横向进气管21上设置多个纵向出气孔22；在上述的炭化过程中，先将预氧化纤维放置在石墨多孔板2上，然后
将石墨多孔板2悬空放置，不接触炭化炉1底部；再将炭化炉1抽真空，通入惰性气体，维持炉体常压，惰性气体分两路进行炭化炉1，一路从炭化炉1内的各个方向通入(参见图1中的惰性气体走向)，另一路从石墨多孔板2上设置的多条横向进气管21进入，沿纵向出气孔22从预氧化纤维底部往上走(参见图2)，随着温度的升高，预氧化纤维中的轻组分不断逸出，底部向上的惰性气体带走逸出的轻组分，避免轻组分残留，防止炭化过程中出现板结现象，以及制备的通用级沥青基炭纤维无纺毡出现结焦以及沥青小颗粒出现，从而影响通用级沥青基炭纤维无纺毡的力学性能。
[0029]上述制备方法制备的通用级沥青基炭纤维无纺毡的拉伸强度为600～1000MPa，拉伸模量为30～50GPa，拉伸强度比现有方法制备的通用级沥青基炭纤维高200～300MPa。
[0030]下面结合具体的例子对本专利技术的通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法进一步介绍；
[0031]实施例1
[0032]以石油沥青为原料，经熔融纺丝后得到沥青基碳纤维原丝；
[0033]将沥青基碳纤维原丝置于预氧化炉中，通入空气进行预氧化，以1℃/min的速率缓慢升温至240℃，保温4h，得到预氧化纤维；
[0034]将预氧化纤维放置在石墨多孔板2上，然后将石墨多孔板2悬空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，熔融纺丝，以石油沥青为原料，经熔融纺丝后得到沥青基碳纤维原丝；S2，预氧化，所述沥青基碳纤维原丝经预氧化后得到预氧化纤维；S3，炭化，将所述预氧化纤维放置在悬空设于炭化炉内的石墨多孔板上，在惰性气体氛围下进行炭化得到通用级沥青基炭纤维无纺毡；所述惰性气体从所述预氧化纤维底部通入，从所述预氧化纤维上方出去。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述惰性气体从所述石墨多孔板上设置的多个横向进气管进入，从所述石墨多孔板上设置的多个纵向出气孔出去。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述预氧化过...

【专利技术属性】
技术研发人员：单长春，盛乔瑜，袁绪路，陈炜，刘其国，万胜，
申请(专利权)人：宝武炭材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：