CN101570904A - 一种沥青碳纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种沥青碳纤维的制备方法,主要用于一种沥青碳纤维的制备。该制备方法主要是在缩聚工艺中添加合成剂大量合成软化点适宜(230-240℃)、可纺性极佳的各向同性沥青,该各向同性沥青经纺丝机纺丝,300℃不熔化,700℃低温炭化,2800℃高温石墨化制得通用级沥青碳纤维(GPCF,其拉伸强度0.8-1.2GPa,模量40-50kg.f/mm2),为进一步提高沥青碳纤维的使用性能,采用复合材料对沥青碳纤维表面改性并进行电化学处理,生产出适宜做增强填料、建筑材料、吸附材料的沥青碳纤维。
Description
一、技术领域:
本发明属于化工领域的一种制备方法,主要用于一种沥青碳纤维的制备。
二、背景技术:
沥青碳纤维是一种高新技术产品,广泛应用于建筑、机械填料、吸附材料等领域。目前沥青碳纤维制造工艺复杂、原材料浪费率高,产品收率低,与国外同类产品相比竞争力差,无法满足市场对该产品的需求。
三、发明内容:
本发明提供一种工艺简单、原材料利用率高的沥青碳纤维制备方法,制造出高收率、性能优良的沥青碳纤维,为建筑、机械填料、吸附材料等行业提供原料,以增强其市场竞争力,减少国外同类产品的进口,满足市场需求。
该制备方法主要是在缩聚工艺中添加合成剂大量合成软化点适宜(230-240℃)、可纺性极佳的各向同性沥青,该各向同性沥青经纺丝机纺丝,300℃不熔化,700℃低温炭化,2800℃高温石墨化制得通用级沥青碳纤维(GPCF,其拉伸强度0.8-1.2GPa,模量40-50kg.f/mm2),为进一步提高沥青碳纤维的使用性能,采用复合材料对沥青碳纤维表面改性并进行电化学处理,生产出适宜做增强填料、建筑材料、吸附材料的沥青碳纤维。
所述在缩聚工艺中添加的合成剂是六氯环氧膦腈、三羟基二苯砜和三乙胺。
所述在缩聚工艺中添加的合成剂六氯环氧膦腈、三羟基二苯砜和三乙胺的配比为5∶5∶4。
所述合成剂与物料配比为1∶50。
所述复合材料为C/SiO2、CuC2O4、SnO2的一种或几种。
所述复合材料与物料配比为1∶100。
本方法的主要有益效果是:由于在缩聚工艺中添加的合成剂-六氯环氧膦腈、三羟基二苯砜和三乙胺,大量合成软化点适宜(230-240℃)、可纺性极佳的各向同性沥青。
由于采用添加复合材料-C/SiO2、CuC2O4、SnO2的一种或几种,对沥青碳纤维表面改性并进行电化学处理,进一步提高沥青碳纤维的使用性能。
四、实施方式:
该制备方法具体如下:采用合乎要求的石油沥青经过加热抽滤,除去杂质,得到合乎要求的原料,按与沥青1∶50的比例加入合成剂,按3-5℃/min升温至320℃,恒温3.5小时,得到软化点适宜(230-240℃)、可纺性极佳的各向同性沥青,该各向同性沥青经纺丝机纺丝,得到沥青纤维,各向同性沥青纤维置入烘箱中,按升温速率3-5℃/min升温,至300℃时恒温2小时,将各向同性沥青纤维进行不熔化处理,不熔化处理之后,将各向同性沥青纤维置入炭化炉中,在真空状态下按升温速率10-15℃/min升温至700℃,恒温2小时完成炭化,所得物料在闭密状态下,按升温速率10-15℃/min升温至2800℃,恒温3小时后制得通用级沥青碳纤维,之后,采用复合材料对通用级沥青碳纤维进行表面改性并进行电化学处理,生产出适宜做增强填料、建筑材料、吸附材料的沥青碳纤维,成品经检测后真空包装入库。
本发明一种沥青碳纤维的制备方法主要工艺条件,见表一
序号 | 石油沥青(kg) | 六氯环氧膦腈(kg) | 三羟基二苯砜(kg) | 三乙胺(kg) | 复合材料(kg) |
1 | 500 | 3.5 | 3.5 | 2.8 | 5C/SiO2、CuC2O4、SnO2的一种或几种 |
本发明沥青碳纤维与普通沥青碳纤维的技术指标对比表,见表二
Claims (6)
1、一种沥青碳纤维的制备方法主要由缩聚、纺丝、不熔化、炭化、高温石墨化、表面改性等工艺组成,其特征是:在缩聚工艺中添加合成剂大量合成软化点适宜(230-240℃)、可纺性极佳的各向同性沥青,该各向同性沥青经纺丝机纺丝,300℃不熔化,700℃低温炭化,2800℃高温石墨化制得通用级沥青碳纤维(GPCF,其拉伸强度0.8-1.2GPa,模量40-50kg.f/mm2),采用复合材料对沥青碳纤维表面改性并进行电化学处理,生产出适宜做增强填料、建筑材料、吸附材料的沥青碳纤维。
2、根据权利要求1所述的一种沥青碳纤维的制备方法,其特征是:所述在缩聚工艺中添加的合成剂是六氯环氧膦腈、三羟基二苯砜和三乙胺。
3、根据权利要求1、2所述的一种沥青碳纤维的制备方法,其特征是:所述在缩聚工艺中添加的合成剂六氯环氧膦腈、三羟基二苯砜和三乙胺的配比为5∶5∶4。
4、根据权利要求1、2、3所述的一种沥青碳纤维的制备方法,其特征是:所述合成剂与物料配比为1∶50。
5、根据权利要求1所述的一种沥青碳纤维的制备方法,其特征是:所述复合材料为C/SiO2、CuC2O4、SnO2的一种或几种。
6、根据权利要求1、5所述的一种沥青碳纤维的制备方法,其特征是:所述复合材料与物料配比为1∶100。
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