一种碳纤维纸的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种碳纤维纸的制造方法，采用网孔放水、网板接收的方式，其工艺简单可控，设备投入和维护低，能耗低，污染少，制造的碳纤维纸分布均匀，强度好。可以广泛的应用于加热、除静电、催化净化、航空、建筑等领域。

Method for producing carbon fiber paper

The invention relates to a method for manufacturing carbon fiber paper, the mesh screen discharging and receiving mode, the process is simple and controllable, equipment investment and low maintenance, low energy consumption, less pollution, carbon fiber paper manufacturing distribution uniformity, good strength. The utility model can be widely used for heating, removing static electricity, catalyzing purification, aviation, building and other fields.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种由碳纤维和纸浆纤维复合的膜。
技术介绍
近年来，碳纤维的应用日益广泛，其中也有大量的应用于纸的生产中。专利号为 201010137893. 6的名为“一种碳纤维纸及其制备方法”的中国专利技术专利，本专利技术涉及一种碳纤维纸及其制备方法，特别是涉及一种低成本、具有高结构稳定性、可用于质子交换膜燃料电池气体扩散层的碳纤维纸及其制备方法。本专利技术的一种碳纤维纸，包括PAN基石墨纤维和树脂炭，该碳纤维纸是由PAN基石墨纤维经树脂炭粘结形成三维网状结构，PAN基石墨纤维两两交结处均紧密搭接树脂炭，树脂炭占碳纤维纸的质量百分比为10 20%。本专利技术的一种碳纤维纸的制备方法，包括活化、短切、湿法造纸成型、喷涂树脂、烘干后热压和热处理等几个步骤。此专利技术属于湿法造纸法生产碳纤维纸，此方式造纸产量高，技术成熟，但同时存在能耗高、污染高、设备投入和维护费用高、工艺控制难等传统缺点。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种制备简单，投入少，成本低，耗能少，污染少，工艺控制简易的碳纤维纸的制造方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是，碳纤维的含量为 50%，其制备包括如下步骤①分别称取纸浆纤维与碳纤维，纸浆纤维与碳纤维的重量比为99 :1-1:1;②按纸浆纤维与碳纤维的总重量水重量=1 1000-1 40000的重量比将上述两种纤维用水稀释，搅拌均勻，制得浆液C ；③在容器1的底部固定好接收网2，并在接收网2的下面安装好导流板4及在容器3的底部安装排泄阀5;④将容器1置于容器3内，在容器3内加入水使水位超过接收网2的高度，然后再把制好的浆液C倒进容器1中，搅拌均勻；⑤垂直移动容器1或容器3，浆液C从容器1中完全流入到容器3内；或打开排泄阀5，让浆液C从容器1内流经接收网2，进入容器3，同时在接收网2上形成一层均勻的碳纤维纸浆纤维膜；⑥绝大部分的纤维被接收网2拦截，剩下的液体完全进入到容器3内，成为液体D， 从排泄阀5排出后可作为稀释液循环使用；⑦把上述碳纤维纸浆纤维膜从接收网2上取下，采用加热和/或真空脱水的方式进行预处理，然后用滚轮或平面的方式把膜压紧。⑧干燥脱水成型，从而得到碳纤维纸。上述的纸浆纤维为化学纸浆、机械纸浆或化学机械纸浆中任一种或几种；纸浆纤维的直径为4 μ m 40 μ m，长度为0. 1 20mm。上述的碳纤维由聚丙烯腈纤维、浙青纤维、粘胶丝或酚醛纤维中任一种经碳化制得；碳纤维的直径为4 μ m 40 μ m，长度为2 20mm。上述①-②步骤可以为A、先把将纸浆纤维水=1 10 1 1000的重量百分比用水稀释，制得浆液 A；B、然后将碳纤维水=1 1000 1 40000的重量百分比用水稀释，制得浆液 B ；C、再将A和B液按照纸浆纤维与碳纤维重量百分比99 1 1 1进行混合并搅拌均勻，制得浆液C。 上述①-②步骤还可以为I 先将碳纤维水=1 1000 1 40000的重量百分比用水稀释，制得浆液 B ；II 然后按照纸浆纤维与碳纤维重量百分比99 1-1 1所对应的纸浆纤维加入浆液B中搅拌均勻，制得浆液C。所述的干燥脱水是用不同温度加热干燥固化、辅以真空干燥固化或常温干燥固化中任一种方式干燥脱水。所述的接收网2为铜网、不锈钢网、电镀网、尼龙网、PET网中任一种网，目数为 40-200 目所述的导流板4是铝蜂窝板、铜蜂窝板、电镀网、不锈钢蜂窝板、聚酯蜂窝板、陶瓷蜂窝板、高强度的金属网或塑料网中任一种。所述的排泄阀5是单个或两个以上。本专利的有益效果是1、采用碳纤维和纸浆纤维，其材料成本低。2、制备过程所需设备投入少，能耗低。3、整个过程几乎不使用化学添加剂，其污染特别少。4、水可以不经过特别处理，而循环使用，浪费特别少，且水的需求量少。5、整个过程便于控制碳纤维以及纸浆纤维的含量和比例，且可以在生产过程中随时进行调整，工艺流程短，控制成本低。6、碳纤维整体分散均勻，可以便于加工成不同温度要求的面状发热体。且碳纤维发热具有远红外作用，还可以用于理疗等场所。以及用于防静电和催化净化等领域，应用范围广。附图说明图1为容器1的剖视结构示意图。图2为容器3的剖视结构示意图。图3为加入水后容器1和容器3的关系结构示意图。下面结合附图和实施例对本专利进一步说明；具体实施例方式实施例1，优选的机械纸浆纤维的直径为4 μ m,长度为0. 5mm。优选的碳纤维的直径为4 μ m，长度为2mm。碳纤维由浙青纤维碳化制得。其制备方法包括如下步骤优选的先将碳纤维按照1 2000的比例用水稀释，制得60L浆液B。再将打浆的含纸浆纤维25%的浆液12L倒入浆液B中混合均勻，制得浆液C。此时浆液中纸浆纤维与碳纤维重量比为99 1。容器1为不锈钢框，用导轨固定，其底部平整地固定有200目的700mmX450mm尼龙接收网2，接收网2的下面有导流板4，导流板4为边长4mm，厚IOmm的正六边形聚酯塑料蜂窝板，容器3为塑料框，其底部设有排泄阀5。先在容器3内放入200mm高度的水，然后容器1顺着导轨下滑，并置于容器3中，至容器1中的接收网2低于容器3内的水面5mm。把配置好的浆液C倒进容器1中并搅拌均勻，然后把容器1沿着导轨从容器3内均勻升起至高于容器3的顶部，使浆液C从容器1内流出，全部进入到容器3内，成为液体D。同时在接收网2上形成一层均勻的碳纤维纸浆纤维膜。用的确良布把碳纤维纸浆纤维膜从接收网 2上取下，并在105°C下预干燥lOmins，然后用平板把碳纤维纸膜压紧，再次在105°C下干燥 30mins，从而得到成型的碳纤维纸。而容器3内剩下的液体D可以从排泄阀5放出循环使用，作为浆液A和浆液B的稀释液。用此工艺制备的碳纤维纸，测试600mm X 420mm面积的电阻值(电极方向为长度方向)，其值为400 Ω。使用220V的交流电压进行通电测试，其表面平均温度为45°C，在其表面上的10处不同的位置测试其温度分布，温度偏差小于5°C。实施例2，优选的化学纸浆纤维的直径为8 μ m,长度为6mm。优选的碳纤维的直径为4 μ m，长度为6mm。碳纤维由聚丙烯腈纤维碳化制得。其制备方法包括如下步骤优选的先将打浆后含量为20%的纸浆纤维按照纸纤维含量以1 100的比例用水稀释，制得15L浆液A。然后将碳纤维按照15 100000的比例用水稀释，制得52. 6L浆液 B。再将浆液A倒入到浆液B中混合均勻，制得浆液C。其中浆液中纸浆纤维与碳纤维重量比为19 1。容器1为不锈钢框，其底部用螺丝平整有接收网2和导流板4，其中接收网2为80 目的铜网，导流板4为边长6mm，厚IOmm的正六边形铝蜂窝板。容器3为不锈钢框，平放于液压设备上，其底部设有排泄阀5，并先在容器3内倒入250mm深的水。用支架把容器1固定在容器3的正上方，用液压设备把容器3升起，使容器1置于容器3内，直到容器1底部固定的接收网2低于水面5mm。把配置好的浆液C倒进不锈钢容器1中并搅拌均勻，然后采用液压设备把容器3勻速下降，直至容器1高出容器3的顶部。此时浆液C从容器1内流出，全部进入到容器3内，成为液体D。同时在接收网2上形成一层均勻的碳纤维纸浆纤维膜。用毛毯将碳纤维纸浆纤维膜从接收网2上取下，并在有真空情况下105°C下预干本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种碳纤维纸的制造方法，其特征在于：碳纤维的含量为１％～５０％，其制备包括如下步骤：①：分别称取纸浆纤维与碳纤维，纸浆纤维与碳纤维的重量比为９９∶１－１∶１；②：按纸浆纤维与碳纤维的总重量∶水重量＝１∶１０００－１∶４００００的重量比将上述两种纤维用水稀释，搅拌均匀，制得浆液Ｃ；③：在容器（１）的底部固定好接收网（２），并在接收网（２）的下面安装好导流板（４）及在容器（３）的底部安装排泄阀（５）；④：将容器（１）置于容器（３）内，在容器（３）内加入水使水位超过接收网（２）的高度，然后再把制好的浆液Ｃ倒进容器（１）中，搅拌均匀；⑤：垂直移动容器（１）或容器（３），浆液Ｃ从容器（１）中完全流入到容器（３）内；或打开排泄阀（５），让浆液Ｃ从容器（１）内流经接收网（２），进入容器（３），同时在接收网（２）上形成一层均匀的碳纤维纸浆纤维膜；⑥绝大部分的纤维被接收网（２）拦截，剩下的液体完全进入到容器（３）内，成为液体Ｄ，从排泄阀（５）排出后可作为稀释液循环使用；⑦：把上述碳纤维纸浆纤维膜从接收网（２）上取下，采用加热和／或真空脱水的方式进行预处理，然后用滚轮或平面的方式把膜压紧；⑧：干燥脱水成型，从而得到碳纤维纸。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程启进，
申请(专利权)人：安徽博领环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：34