一种高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂的制备及产品和应用制造技术

本专利提供一种高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂的制备及产品和应用。将氨基硅油、环氧硅油、氨基改性环氧硅油、乳化剂、消泡剂和抗静电剂进行复配，然后高速均质搅拌下加水乳化制备聚丙烯腈碳纤维原丝油剂。利用制备的油剂对聚丙烯腈碳纤维原丝进行上油，聚丙烯腈碳纤维原丝表面的油剂在高温干燥过程中发生交联反应，油剂从液体转变为膏状或固态膜，具有耐高温水蒸气和耐高温水浸泡特点，适合上油后聚丙烯腈碳纤维原丝的高温蒸汽牵伸或高温水浸泡牵伸工艺。采用本发明专利技术专利制备的聚丙烯腈碳纤维原丝油剂的乳液粒径大小可以调控，室温储存稳定，此外，上油后聚丙烯腈碳纤维原丝在干燥过程中、预氧化和碳化过程中不黏辊，不起毛，能够提高聚丙烯腈碳纤维原丝碳化后碳纤维的拉伸强度10％‑20％。

【技术实现步骤摘要】

本专利涉及一种高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂的制备及产品和应用，特别满足高温蒸汽牵伸或高温水浸泡牵伸工艺下聚丙烯腈碳纤维原丝生产所用油剂。

技术介绍

1、聚丙烯腈(pan)碳纤维原丝油剂是碳纤维生产中必不可少的关键助剂，能够阻燃、不融化，防止pan单丝在预氧化过程中发生单丝之间熔融粘结或并丝，不起毛丝和断裂。油剂直接影响到pan原丝稳定化生产和质量，也对碳纤维质量及性能产生重大影响。油剂赋予pan纤维以柔软、抗静电，润滑作用，防止单丝表面之间摩擦与磨损，降低丝束与传动辊之间的摩擦，减少毛丝。我国聚丙烯腈碳纤维原丝生产企业使用的含硅油剂依赖进口，从竹本，松本和瓦克进口油剂(100％固体含量)价格高达20万元/吨，严重制约我国碳纤维品质提高和生产成本。国内院校企业通常采用逆向分析国际品牌油剂，模仿进口油剂产品组成，复配油剂主要成分包括氨基改性硅油、聚醚改性硅油和环氧改性硅油。

2、聚醚改性硅油是一种两亲聚合物，既具有亲油性，同时又具有亲水性，加入到pan原丝油剂中，可以起到表面活性剂的作用，降低油剂表面张力。然而国内没有企业能够生产适合聚丙烯腈(pa本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂的制备方法，其特征在于，聚丙烯腈碳纤维原丝油剂由氨基硅油、环氧硅油、氨基改性环氧硅油、乳化剂、消泡剂、抗静电剂和水组成，其制备方法具体步骤如下：将氨基硅油，环氧硅油，氨基改性环氧硅油，乳化剂进行复配，高速均质搅拌下加水乳化制备一种高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂。

2.一种高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂的制备方法，其特征在于：所述氨基改性环氧硅油是一种表面活性剂，能协同乳化剂乳化氨基硅油和环氧硅油复配混合物；所述氨基改性环氧硅油是一种偶联剂，能防止乳化后油剂在室温储存过程中氨基硅油和环氧硅油的相分离；所述氨基改性环氧硅油是一种稳定剂，能防止氨基硅...

【技术特征摘要】

1.一种高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂的制备方法，其特征在于，聚丙烯腈碳纤维原丝油剂由氨基硅油、环氧硅油、氨基改性环氧硅油、乳化剂、消泡剂、抗静电剂和水组成，其制备方法具体步骤如下：将氨基硅油，环氧硅油，氨基改性环氧硅油，乳化剂进行复配，高速均质搅拌下加水乳化制备一种高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂。

2.一种高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂的制备方法，其特征在于：所述氨基改性环氧硅油是一种表面活性剂，能协同乳化剂乳化氨基硅油和环氧硅油复配混合物；所述氨基改性环氧硅油是一种偶联剂，能防止乳化后油剂在室温储存过程中氨基硅油和环氧硅油的相分离；所述氨基改性环氧硅油是一种稳定剂，能防止氨基硅油和环氧硅油复配组成的乳液在室温储存过程中发生交联反应；所述氨基改性环氧硅油是一种润滑剂，不参与氨基硅油和环氧硅油的交联反应，能够防止因氨基硅油同环氧硅油交联反应导致的黏辊问题；所述氨基改性环氧硅油的制备，具体步骤如下：环氧硅油与聚醚胺和脂肪胺按照环氧硅油中环氧当量同胺基当量比为0.95：1.0～1.0：0.95，聚醚胺和脂肪胺摩尔比为1：9～9：1进行开环反应制备两亲性改性环氧硅油。

3.根据权利要求1所述的一种高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂的制备方法，其特征在于，所述氨基改性环氧硅油的用量为油剂的有机成分的总质量25～50％。

4.根据权利要求1所述的一种高性能聚丙烯腈碳纤维原丝油剂的制备方法，其特征在于，所述氨基硅油用量为油剂的有机成分的总质量0～65％。

5.根据权利要求1所述的一种高性能聚丙烯腈碳纤维原...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春才，魏红，
申请(专利权)人：吉林乾仁新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：