【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高性能碳纤维制备，特别是一种用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂及其制备方法。
技术介绍
1、pan碳纤维生产过程中，因其原丝丝束细，丝束间摩擦以及丝束与设备间的摩擦严重，导致大量静电的产生，这不利于原丝的卷绕；此外摩擦会造成原丝表面破损形成大量缺陷，将导致原丝在后续预氧化及碳化过程中容易出现毛丝、断丝、黏连、热熔甚至燃烧等状况，不利于生产高性能碳纤维。
2、一般认为，使用碳纤维原丝油剂对原丝丝束进行保护。一方面油剂是有机物，具有高电阻并具备一定的润滑性，当其包覆于原丝表面时，能够有效的减少静电的产生及对原丝的破坏；另外一方面，原丝油剂具有提升纤维可加工性的作用，油剂中加入的一些功能型助剂可赋予原丝平滑、柔软、抱合、耐高温等特性，且油剂作用于单丝之间，为原丝丝束增加了集束性、牵伸性及分纤性。
3、然而国内pan原丝油剂的研究发展相对较为落后，与国外相比仍存在较大差距，目前国内高性能碳纤维的生产所用油剂主要依赖进口，价格昂贵，受制于人，严重阻碍国内碳纤维产业的发展。因此，研发一种用于生产高性能pan碳纤维原丝油剂迫在眉睫。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种改善原丝耐热性及表面摩擦系数的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂。本专利技术同时还提出了一种生产该油剂的制备方法。
2、本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特点是：按重量份数计，由表面
3、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯酯a-103与蓖麻油聚氧乙烯醚el-80的混合物。
4、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的端环氧改性线性聚二甲基硅氧烷环氧值0.07-0.09mmol/g。
5、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的改性高粘度高氨值硅油氨值为0.6±10%mmol/g；25℃的粘度为10000-20000mpa•s。
6、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的氨基聚醚活性基团改性硅油25℃的粘度为1000-2000mpa•s。
7、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的环氧改性硅油环氧值为0.30±0.05mmol/g。
8、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的改性有机硅柔软剂是弱阳离子型助剂。
9、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的弹性整理剂是一种含有自交联基团硅油。
10、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的抗静电剂是一种含反应性基团和亲水基团的耐高温复合物。
11、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的有机溶剂选用的是乙二醇单丁醚。
12、一种用于高性能pan碳纤维原丝油剂的制备方法，按照配比将所需硅油加入均质搅拌器中搅拌均匀后，加水乳化转相，加入冰醋酸调节ph至5-7，得到粒径250nm-350nm的稳定乳液。
13、进一步的，先高速搅拌30min后缓慢加入30-40份水继续搅拌，待整体变为o/w后，快速加入剩余的水及乙二醇单丁醚并加入冰醋酸调节ph，待整体变为w/o后降低搅拌速度，然后均质15min后得到乳液的粒径250nm-350nm。
14、本专利技术与现有技术相比，本专利技术通过引入环氧改性硅油提升原丝的耐热性，一方面显著减少烘干工序油垢的产生及消除粘辊现象，有效防止原丝在预氧化过程发生毛丝、断丝、并丝、黏连等状况；加入氨基、聚醚等多种活性基团改性硅油不仅可以增大油剂的润湿性，还可以定向吸附在纤维表面减少纤维之间的摩擦系数；加入的一些功能型助剂消除原丝生产过程中产生的静电，并赋予纤维柔软、富有弹性、集束等特点。经实际应用和多次调整后，制得高性能pan碳纤维原丝用油剂，满足生产要求。
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1.一种用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：按重量份数计，由表面活性剂20-40份、端环氧改性线性聚二甲基硅氧烷40-60份、改性高粘度高氨值硅油5-15份、氨基聚醚活性基团改性硅油10-30份、环氧改性硅油10-30份、改性有机硅柔软剂3-8份、弹性整理剂1-5份、抗静电剂1-5份、有机溶剂20-30份和去离子水200-300份通过转相乳化法得到粒径250-350nm稳定的乳液。
2.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所述的表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯酯A-103与蓖麻油聚氧乙烯醚EL-80的混合物。
3.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所述的端环氧改性线性聚二甲基硅氧烷环氧值0.07-0.09mmol/g。
4.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所述的改性高粘度高氨值硅油氨值为0.6±10%mmol/g；25℃的粘度为10000-20000mPa•s。
5.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所
6.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所述的环氧改性硅油环氧值为0.30±0.05mmol/g。
7.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所述的改性有机硅柔软剂是弱阳离子型助剂。
8.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所述的弹性整理剂是一种含有自交联基团硅油。
9.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所述的抗静电剂是一种含反应性基团和亲水基团的耐高温复合物。
10.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所述的有机溶剂选用的是乙二醇单丁醚。
11.一种如权利要求1-10所述的用于高性能PAN碳纤维原丝油剂的制备方法，其特征在于：按照配比将所需硅油加入均质搅拌器中搅拌均匀后，加水乳化转相，加入冰醋酸调节pH至5-7，得到粒径250nm-350nm的稳定乳液。
12.根据权利要求11所述的用于高性能PAN碳纤维原丝油剂的制备方法，其特征在于：先高速搅拌30min后缓慢加入30-40份水继续搅拌，待整体变为O/W后，快速加入剩余的水及乙二醇单丁醚并加入冰醋酸调节pH，待整体变为W/O后降低搅拌速度，然后均质15min后得到乳液的粒径250nm-350nm。
...【技术特征摘要】
1.一种用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：按重量份数计，由表面活性剂20-40份、端环氧改性线性聚二甲基硅氧烷40-60份、改性高粘度高氨值硅油5-15份、氨基聚醚活性基团改性硅油10-30份、环氧改性硅油10-30份、改性有机硅柔软剂3-8份、弹性整理剂1-5份、抗静电剂1-5份、有机溶剂20-30份和去离子水200-300份通过转相乳化法得到粒径250-350nm稳定的乳液。
2.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所述的表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯酯a-103与蓖麻油聚氧乙烯醚el-80的混合物。
3.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所述的端环氧改性线性聚二甲基硅氧烷环氧值0.07-0.09mmol/g。
4.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所述的改性高粘度高氨值硅油氨值为0.6±10%mmol/g；25℃的粘度为10000-20000mpa•s。
5.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂，其特征在于：所述的氨基聚醚活性基团改性硅油25℃的粘度为1000-2000mpa•s。
6.根据权利要求1所述的用于高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗明丰，朱龙超，周恒香，尚武林，高明磊，郑庆磊，
申请(专利权)人：连云港神鹰复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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