CN104674381B - 一种高残炭沥青-酚醛纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高残炭沥青‑酚醛纤维，其特征在于：它由酚醛树脂和沥青树脂制成，所述的酚醛树脂和沥青树脂的质量比为100:（10～100），酚醛树脂和沥青树脂磨成粉末后，经过物理共混，制备成纺丝原料，再经熔融纺丝、预氧化和碳化处理后，得到该高残炭沥青‑酚醛纤维。本发明与现有的酚醛纤维、沥青基碳纤维相比，其力学强度高，残炭高。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维的生产，属化工技术领域，具体地说是一种高残炭沥青-酚醛纤维。
背景领域
酚醛纤维通常呈金黄色，也有本色、黄橙色、黄褐色，呈轻微卷曲状，是一种聚酚醛交联结构的高分子化合物（交联程度大于85 %），结构式为紧密的体型交联结构，价格低廉，性能优异。酚醛纤维具有耐低温、耐高温、耐燃和抗熔融等特性，酚醛纤维的残炭非常低，约为50%。
沥青基炭纤维是一种以沥青等富含稠环芳烃的物质为原料，经过调制、纺丝、预氧化和碳化处理得到的一类碳纤维，其具有高残炭、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变和导电导热等优良性能，能更好的满足市场对高性能材料的需求，广泛应用于航天航空、体育娱乐、交通运输和土木建筑等领域。
发明内容
本发明的目的在于克服上述酚醛纤维残炭低的缺点，将沥青树脂添加到酚醛树脂中，制备出一种高力学强度的高残炭沥青-酚醛纤维。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该一种高残炭沥青-酚醛纤维，其特征在于：它由酚醛树脂和沥青树脂制成，所述的酚醛树脂和沥青树脂的质量比为100:（10～100），酚醛树脂和沥青树脂磨成粉末后，经过物理共混，制备成纺丝原料，再经熔融纺丝、预氧化和碳化处理后，得到该高残炭沥青-酚醛纤维。
所述的酚醛树脂和沥青树脂的优选质量比为100:（25～75）。
所述的酚醛树脂和沥青树脂的最佳质量比为100:65。
所述的酚醛树脂是由苯酚和37%的甲醛溶液在酸性催化剂的催化作用下，经100℃回流100分钟，210℃减压蒸馏8小时合成的。
所述的沥青树脂是由沥青原料在氮气气氛下经320℃减压蒸馏120分钟调制而成的。
所述的熔融纺丝处理是指软化点为152℃～165℃，纺丝区间为154℃～292℃。
所述的预氧化处理是指在320℃空气气氛下预氧化1.5小时。
所述的碳化处理是指1000℃氮气气氛下碳化1小时。
所述的高残炭沥青-酚醛纤维的拉伸强度为630MPa～702MPa，残炭含量为60%～73%。
本发明的有益效果如下：本发明与现有的酚醛纤维、沥青基碳纤维相比，其力学强度高，残炭高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例，本领域普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形均在本发明的保护范围。
下述实施例中的沥青-酚醛纤维的性能测试方法如下：
1、沥青-酚醛树脂软化点按照GB/T4507-1999《沥青软化点测定法（环球法）》测试。
2、沥青-酚醛纤维直径采用采用LEICA-DMLP，EC600型冷热台偏光显微镜测试。
3、沥青-酚醛纤维拉伸强度采用YG-004型电子强力机测试。
4、沥青-酚醛纤维残炭按照GB/T8727-2008《煤沥青类产品结焦值的测定方法》测试。
实施例1：
将软化点为150℃的酚醛树脂100g和软化点为150℃的沥青树脂25g磨制成粉末经物理共混后，按照GB/T4507-1999《沥青软化点测定法（环球法）》测试，软化点为158℃，其纺丝区间为164～196℃；然后将混合树脂进行熔融纺丝，320℃空气气氛下预氧化1.5小时后，再经1000℃氮气气氛下碳化1小时，即可得到沥青-酚醛纤维，其拉伸强度为685MPa，残炭为68%。
实施例2：
将软化点为150 ℃的酚醛树脂100g和软化点为150℃的沥青树脂75g磨制成粉末经物理共混后，软化点为152℃，其纺丝区间为154～185℃；然后将混合树脂进行熔融纺丝，320℃空气气氛下预氧化1.5小时后，再经1000℃氮气气氛下碳化1小时，即可得到沥青-酚醛纤维，其拉伸强度为643MPa，残炭为63%。
实施例3：
将软化点为150℃的酚醛树脂100g和软化点为150℃的沥青树脂100g磨制成粉末经物理共混后，软化点为156℃，其纺丝区间为162～292℃；然后将混合树脂进行熔融纺丝，320℃空气气氛下预氧化1.5小时后，再经1000℃氮气气氛下碳化1小时，即可得到沥青-酚醛纤维，其拉伸强度为630MPa，残炭为60%。
实施例4：
将软化点为150℃的酚醛树脂100g和软化点为150℃的沥青树脂10g磨制成粉末经物理共混后，软化点为152℃，其纺丝区间为154～176℃；然后将混合树脂进行熔融纺丝，320℃空气气氛下预氧化1.5小时后，再经1000℃氮气气氛下碳化1小时，即可得到沥青-酚醛纤维，其拉伸强度为656MPa，残炭为65%。
实施例5：
将软化点为150℃的酚醛树脂100 g和软化点为150℃的沥青树脂65g磨制成粉末经物理共混后，软化点为165℃，其纺丝区间为170～212℃；然后将混合树脂进行熔融纺丝，320℃空气气氛下预氧化1.5小时后，再经1000℃氮气气氛下碳化1小时，即可得到沥青-酚醛纤维，其拉伸强度为702MPa，残炭为73%。
Claims (1)
1.一种高残炭沥青-酚醛纤维，其特征在于：它由酚醛树脂和沥青树脂制成，所述的酚醛树脂和沥青树脂的质量比为100:（25～75），酚醛树脂和沥青树脂磨成粉末后，经过物理共混，制备成纺丝原料，再经熔融纺丝、预氧化和碳化处理后，得到该高残炭沥青-酚醛纤维；
所述的沥青树脂是由沥青原料在氮气气氛下经320℃减压蒸馏120分钟调制而成的；
所述的熔融纺丝处理是指软化点为152℃～165℃，纺丝区间为154℃～292℃；所述的预氧化处理是指在320℃空气气氛下预氧化1.5小时；所述的碳化处理是指1000℃氮气气氛下碳化1小时；
所述的高残炭沥青-酚醛纤维的拉伸强度为630MPa～702MPa，残炭含量为60%～73%。
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