【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高性能碳纤维制备领域，具体涉及一种制备力学性能优异且阻燃的高性能碳纤维的方法。
技术介绍
1、碳纤维(carbon fiber，简称cf)是一种碳含量在95％以上的由片状石墨微晶等有机纤维沿轴向方向堆砌而成、并经碳化及石墨化处理后得到的微晶石墨材料。它具有密度低、无蠕变，耐高温，抗疲劳性好等诸多优点，因此，在国防军工和民用领域广泛应用。
2、空间平台和运载火箭、航空器、轨道交通车辆、风电叶片等工艺生产过程中对碳纤维复合材料的应用需求量很高，且对其性能要求较高，而目前生成的耐高温碳纤维复合材料普遍存在成本昂贵、制备工艺流程长、性能有待提高等问题，导致晶硅电池的制作成本随之大幅提升，这无疑严重影响和制约了该技术在行业中的推广应用。中国专利cn104385618a公开了一种碳纤维增强聚酰亚胺树脂复合材料的制备方法，该方法主要采用聚酰亚胺树脂与碳纤维制备出复合材料，且制备的材料性能较为单一，难以满足空间平台和运载火箭、航空器、轨道交通车辆、风电叶片等工艺生产过程中对碳纤维复合材料的高性能要求。因此，寻求一种操作步骤简单、反应条件较低且重复性好、适应于工业化生产的高性能碳纤维材料的制备方法对其工业化生产和在空间平台和运载火箭、航空器、轨道交通车辆、风电叶片等领域的应用具有重要的推动作用。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种制备力学性能优异且阻燃的碳纤维的方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
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4、步骤一、将聚甲基丙烯酸甲酯溶于丙酮溶液后均匀涂覆于预先准备好的碳纤维干布表面，使其完全浸湿；
5、其中，聚甲基丙烯酸甲酯在丙酮溶液中的浓度为0.25-1g/ml，涂覆厚度为10-15μm。涂覆干燥后碳纤维干布增厚至0.25±0.005mm～0.30±0.005mm；原厚度为0.15±0.005mm；
6、步骤二、在一定温度下采用惰性气体吹扫一段时间使其完全干燥，干燥后收卷得到碳纤维预浸干布；
7、其中，惰性气体氮气的吹扫流速≥25m/s，吹扫温度25-50℃；氮气吹扫去掉表面无法涂敷上去的，并带走多余的丙酮溶剂，使表面涂覆的pmma更加均匀并达到厚度精细要求。优选控制氮气在25-50m/s条件下，会使聚甲基丙烯酸甲酯上去的越多越均匀。
8、步骤三、浸入高温粘结剂磷酸二氢铝一段时间，最后通过加热、加压固化成型、干燥得到力学性能优异且阻燃的高性能碳纤维。
9、其中，高温粘结剂磷酸二氢铝溶液的质量浓度≥8wt％；浸润时间1-5h；
10、步骤三：所述的加热、加压固化定型，其过程为：将叠加好的碳纤维预浸湿布置于固化定型设备中，分别在80±2℃加热1～1.5h、160±5℃加热1～1.5h、280±5℃加热1～1.5h、360±5℃加热1～1.5h，且在加热过程中保持压力为6～8mpa条件下压制，360℃～200℃自然冷却，＜200℃自然冷却或利用水冷，成型。干燥是采用90格温控电专业大型烘干机中使其干燥，温度为100-450℃。
11、本专利技术有益效果是：
12、本专利技术是在制备高性能碳纤维的过程中，通过加入不同量的聚甲基丙烯酸甲酯、高温粘结剂磷酸二氢铝等，制备得到力学性能优异且阻燃的高性能碳纤维，有效改善和补充了碳纤维材料工艺复杂、制备成本高、性能单一的缺点。该方法操作步骤简单、反应条件较低且重复性好，适应于工业化生产，最终获得的碳纤维材料具有力学性能优异且阻燃的特点。因此，本专利技术提供的高性能碳纤维制备工艺具有工业化生产和实际推广的重要潜力。
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1.一种制备力学性能优异且阻燃的碳纤维的方法，其特征在于：所述方法制备步骤如下：
2.根据权利要求1所述的制备力学性能优异且阻燃性的碳纤维的方法，其特征在于：步骤一聚甲基丙烯酸甲酯溶于丙酮后的浓度为0.25-1g/mL。
3.根据权利要求1所述的制备力学性能优异且阻燃的碳纤维的方法，其特征在于：步骤二惰性气体氮气的吹扫流速≥25m/s，吹扫温度25-50oC。
4.根据权利要求1所述的制备力学性能优异且阻燃的碳纤维的方法，其特征在于：步骤三高温粘结剂磷酸二氢铝的质量浓度≥8wt％；浸润时间1-5h。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述方法制备的力学性能优异且阻燃的碳纤维。
【技术特征摘要】
1.一种制备力学性能优异且阻燃的碳纤维的方法，其特征在于：所述方法制备步骤如下：
2.根据权利要求1所述的制备力学性能优异且阻燃性的碳纤维的方法，其特征在于：步骤一聚甲基丙烯酸甲酯溶于丙酮后的浓度为0.25-1g/ml。
3.根据权利要求1所述的制备力学性能优异且阻燃的碳纤维的方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨正，高丙莹，
申请(专利权)人：智上新材料科技东台有限公司，
类型：发明
国别省市：
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