【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳纤维制备，具体涉及一种分步上浆制备上浆碳纤维的方法及上浆碳纤维、上浆碳纤维的应用。
技术介绍
1、随着电子工业的发展，对导电功能材料的要求也在逐步提升。通过在橡胶基体中加入高导电碳纤维材料制备的高性能导电橡胶复合材料，一方面可以提高制品的导电导热性能，另一方面同时改善了物理机械性能。但碳纤维由于表面惰性高，与橡胶材料的两相界面结合能力差，通常需要在表面涂覆高分子上浆剂。但传统环氧类上浆剂对橡胶基体的界面改性效果不良，同时也影响电子信号在通路上的有效传播。因此，能改同时改善碳纤维增强橡胶基复合材料界面性能和电性能的上浆剂亟待开发。
2、cn111057379a公开了一种含有碳纤维的高导热绝缘硅橡胶复合材料及其制备方法，该方法将碳纤维加入所述氧化石墨烯溶液中，搅拌处理，过滤取沉淀，洗涤，干燥，得到羧基化的碳纤维，提高了体积电阻率，但仅适用于需要绝缘的电子元器件应用。而更多的应用场合则是对碳纤维增强橡胶复材的导电性提出要求。
3、cn111423632a公开了一种导电橡胶复合材料的制备方法，添加经过表面改性处理的导电填料和导电增塑剂，制得具有良好的导电性能的导电橡胶，但该类填料仅能改进导电性能，对物理性能没有作用。
4、目前工业碳纤维生产过程中，一般采用表界面处理的方法改善碳纤维与橡胶基体的两相结合问题，包括电化学处理、酸碱处理、表面上浆等，其中最常用的方法是采用间苯二酚甲醛胶乳(以下简称rfl乳液)进行上浆处理。但实际应用中发现，仅采用rfl乳液并不能有效地提高上浆后碳纤维与橡胶基
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术制备得到的上浆碳纤维与橡胶基体粘结力差且导电性差的问题，提供一种分步上浆制备上浆碳纤维的方法及上浆碳纤维、上浆碳纤维的应用，该方法依次利用预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理和水洗对聚丙烯腈基原丝进行处理，再利用“预上浆-预干燥-二次上浆-二次干燥”的分步上浆、分步干燥的方法对处理过后的碳纤维丝束上浆，且所述预上浆剂的接触角小于等于20°、表面张力小于等于70mn/m。采用此特定的预上浆剂与特定的上浆方法相结合，能够使得制备的上浆碳纤维在具备良好导电性的同时，显著提高上浆碳纤维与橡胶基体粘结力。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种分步上浆制备上浆碳纤维的方法，其特征在于，所述方法包括：聚丙烯腈基原丝经过预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、水洗、上浆干燥和卷绕收丝后，得到所述上浆碳纤维；
3、所述上浆干燥包括以下步骤：
4、步骤一、采用含有导电聚合物粒子和聚乙烯醇的预上浆剂，对水洗后的碳纤维丝束进行预上浆和预干燥，得到初始碳纤维；
5、步骤二、采用间苯二酚甲醛胶乳对初始碳纤维进行二次上浆和二次干燥，得到上浆后的碳纤维；
6、其中，所述预上浆剂的接触角小于等于20°且表面张力小于等于70mn/m。
7、本专利技术第二方面提供一种由第一方面所述的制备方法制备得到的上浆碳纤维。
8、本专利技术第三方面提供一种第二方面所述的上浆碳纤维在橡胶材料中的应用。
9、通过上述技术方案，本专利技术提供的分步上浆制备上浆碳纤维的方法及上浆碳纤维、上浆碳纤维的应用获得以下有益效果：
10、(1)通过利用分步上浆和分步干燥的方法，并且配合接触角小于等于20°、表面张力小于等于70mn/m的预上浆剂进行预上浆，并配合间苯二酚甲醛胶乳进行二次上浆，显著提高上浆碳纤维与橡胶基体的粘结力。
11、(2)所述预上浆剂中含有导电聚合物粒子和聚乙烯醇组分，能够促进预上浆剂、二次上浆剂以及碳纤维表面多相界面的相互渗透，提高碳纤维与橡胶基体的粘结力的同时，还具备一定的导电性。
12、(3)所述预上浆剂与二次上浆剂成本低廉，工业应用前景广泛，分步上浆的方法简便易行，适用于现有的碳纤维工业生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种分步上浆制备上浆碳纤维的方法，其特征在于，所述方法包括：聚丙烯腈基原丝经过预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、水洗、上浆干燥和卷绕收丝后，得到所述上浆碳纤维；
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚乙烯醇为聚乙烯醇水溶液；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述导电聚合物粒子选自聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚异硫茚和聚乙烯二氧噻吩中的至少一种，优选聚乙炔。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，所述聚乙烯醇与所述导电聚合物粒子的质量比为1:0.1-1:0.4，优选1:0.2-1:0.3。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述预上浆剂的接触角小于等于10°且表面张力小于等于65mN/m。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的制备方法，其中，步骤一中，所述预干燥的方式为电加热热辊干燥。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法，其中，所述预干燥的温度为60-100℃，优选70-90℃。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法
9.由权利要求1-8中任意一项所述的方法制备得到的上浆碳纤维。
10.权利要求9所述的上浆碳纤维在橡胶材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种分步上浆制备上浆碳纤维的方法，其特征在于，所述方法包括：聚丙烯腈基原丝经过预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、水洗、上浆干燥和卷绕收丝后，得到所述上浆碳纤维；
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚乙烯醇为聚乙烯醇水溶液；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述导电聚合物粒子选自聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚异硫茚和聚乙烯二氧噻吩中的至少一种，优选聚乙炔。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，所述聚乙烯醇与所述导电聚合物粒子的质量比为1:0.1-1:0.4，优选1:0.2-1:0.3。
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛美音，季春晓，吴嵩义，易闪闪，毕建东，袁玉红，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。