CN116949866B - 一种超细沥青基碳纤维吸波纸及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种超细沥青基碳纤维吸波纸及其制备工艺,所述超细沥青基碳纤维吸波纸其原料组分包括超细沥青基碳纤维40~60wt%、间位芳纶沉析纤维30~50wt%、间位芳纶短切纤维0~10wt%;制备方法为:通过优选超细沥青基碳纤维、间位芳纶沉析、间位芳纶短切纤维原料,以间位芳纶短切纤维为支撑、粘结骨架,以间位芳纶沉析纤维为分散组分,通过造纸湿法成形热压增强粘合等环节,制备出具有高电磁损耗、低介电、高强度的超细沥青基碳纤维吸波纸;本发明制备的超细沥青基碳纤维吸波纸质量轻、密度小、耐腐蚀性及耐磨性强、具有很高的导电、导热性性质,同时直径小易于弯曲,不易横向压溃,还能增加碳纤维在纸张中的导电网络,在极少的添加下解决吸波性能问题。
Description
技术领域
本发明涉及造纸、隐身材料及电子通信技术领域,具体为一种超细沥青基碳纤维吸波纸及其制备工艺。
背景技术
随着军事科学技术的飞速发展,飞机、导弹、舰船、车辆等武器装备的生存能力面临着严重的威胁,为了提高武器装备的战场突防能力和生存能力,降低目标对电磁波的吸收或散射特征是未来武器装备的必然发展方向,对电磁波的屏蔽和吸收已成为研发新型武器的一个重要考虑因素。
目前,采用的电磁屏蔽层通常采用金属片或金属填料复合材料制作,将其覆盖在需要防护的部件上,起到电磁屏蔽的作用。但是金属密度大,增加了设备的重量,此外,还存在价格昂贵、易氧化、易腐蚀、柔性差、屏蔽性能难以调节、吸波性能差、使用不便等缺点,在某些特殊场合,还容易引起精密仪器及设备的内部短路,带来不必要的损失,严重限制了金属在电磁屏蔽领域的实际应用。因此急需一种质量轻,造价低,抗腐蚀,柔性好同时具有优异吸波性能的屏蔽材料。
碳纤维具有良好的电磁屏蔽性能,并且碳纤维具备优异的电、热传导性,阻燃性能良好,热膨胀系数极低、低辐射线吸收性等一系列优点,使得碳纤维成为电磁屏蔽的热门材料之一。按照原料一般可分为粘胶基碳纤维、沥青基碳纤维、聚丙烯腈(PAN)基碳纤维。其中沥青基碳纤维是以煤沥青、石油沥青等富含稠环芳烃的物质作原料,经调制、熔融方式、炭化、石墨化等一系列物理化学变化得到的,相较于PAN基碳纤维,沥青基碳纤维具有更高的模量,以及更高的热导率和导电率。将碳纤维通过湿法成形工艺制备成纸基材料,有望开发出宽频段、低反射、可结构设计的碳纤维基吸波材料,用于国防军工、航空航天领域。
然而,碳纤维虽然模量高,强度大,但是不易弯曲,脆性大,易压溃,这导致在纸张成形以及热压增强中存在一系列问题,严重影响着纸基材料的开发。超细沥青基碳纤维质量轻、密度小、耐腐蚀性及耐磨性强、具有很高的导电导热性性质,同时直径小易于弯曲,不易横向压溃,同时还能增加碳纤维在纸张中的导电网络,在极少的添加下有潜力解决吸波纸制造难题。
发明内容
为了克服传统碳纤维纸基材料湿法成形难、碳纤维易折断、易压溃、导电性能难调控等问题,本发明的目的在于提供了一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,通过优选超细沥青基碳纤维、间位芳纶沉析、间位芳纶短切纤维原料,以间位芳纶短切纤维为支撑、粘结骨架,以间位芳纶沉析纤维为分散组分,通过造纸湿法成形热压增强粘合等环节,制备出具有高电磁损耗、低介电、高强度的超细沥青基碳纤维吸波纸;本发明的具有工艺简单、制备高效的特点。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种超细沥青基碳纤维吸波纸,其原料组分包括超细沥青基碳纤维40~60wt%、间位芳纶沉析纤维30~50wt%、间位芳纶短切纤维0~10wt%。
所述超细沥青基碳纤维直径为为5~6μm,长度为5~7mm,拉伸强度≥2300Mpa,热导率≥600W/(m·K),电阻率≤2.1μΩ·m。
所述间位芳纶沉析纤维平均纤维扭结度为107.7°,平均纤维宽度为17.8μm,平均纤维卷曲程度3.5%,细小纤维含量9.7%。
一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,具体包括以下步骤;
步骤1,将直径5~6μm,长度5~7mm的超细沥青基碳纤维置于浓度为1.0×10-3mol/L~1.5×10-3mol/L的十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠清洗液中,在上述清洗液中洗涤20~40min,得到超细沥青基碳纤维与清洗液的混合溶液;
步骤2,将步骤1得到的混合溶液在400~1200目的滤网上过滤,并用清水冲洗纤维至无泡沫残留;将过滤得到的超细沥青基碳纤维置于50~70℃的烘箱中干燥8~12h;
步骤3,恒重处理:将厚度为4~7μm,长度为80~600μm的间位芳纶沉析纤维放入恒温恒湿箱中,设定温度为20~30℃,湿度为60%~80%,放置3~7天;
步骤4,随后将恒重处理后的间位芳纶沉析纤维置于95~105℃烘箱中2~3h;
步骤5,称量步骤4中经恒重处理后的间位芳纶沉析纤维40~50wt%、0~10wt%的芳纶短切纤维和一定量的水加入标准纤维疏解器的搅拌腔中疏解12000~23000转,再加入40~60wt%的超细沥青基碳纤维,继续疏解2000~3000转,得到浆料;所述一定量的水为间位芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维和超细沥青基碳纤维总量的50000~100000wt%;
步骤6,将步骤5中得到的浆料在纸页成型器中经加水配浆、匀浆辊匀浆、纸页抄造、油压机压榨、真空热干燥,得碳纤维原纸;
步骤7,对步骤6得到的碳纤维原纸进行热压,提升纸张致密度,热压温度为160~200℃,压力为8~12Mpa,时间为3~10min,得超细沥青基碳纤维吸波纸。
所述步骤5中配浆时,先将芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维在自来水中疏解,之后将超细沥青基碳纤维添加疏解,且顺序限定。
所述步骤7中碳纤维原纸热压采用平板硫化机或辊压机进行;热压参数具体为:160~200℃、8~12Mpa、3~10min。
与现有技术相比,本发明具有以下有益技术效果:
首先,本发明优选超细沥青基碳纤维作为吸波的核心的纤维原料。沥青基碳纤维是用煤沥青、石油沥青等富含稠环芳烃的物质作原料,通过原料的调制、熔融纺丝、预氧化、炭化、石墨化等工艺所制备,具有质量轻、密度小、耐腐蚀性及耐磨性强、具有很高的导电导热性。选用超细沥青基碳纤维作为主要纤维原料,相比传统碳纤维更有利于构建三维多孔的导电网络结构,同时调控介电性能,可有效提升碳纤维纸的吸波性能。
其次,本发明引入了高柔韧的间位芳纶短切纤维作为强度粘结支撑骨架,,加入后可有效提升纸张的柔韧度,在保持强度前提下有利于碳纤维吸波纸加工成蜂窝结构材料特别是利于开发更小规格的的碳纤维蜂窝结构材料,可以拓展在军工领域应用潜力。
进一步的,本发明引入芳纶沉析作为辅助分散和增强组分,通过芳纶沉析纤维良好的分散性以及表面丰富的细小纤维,一方面提高浆料分散,提升纸张匀度,另一方面,实现机械互锁和交织粘合。在不影响纸基材料密度的情况下,可大幅度提升匀度、强度以及改善介电性质。
进一步的,本发明工艺方面优选热压工艺在160~200℃、8~12Mpa下热压3~10min增强处理,从而创造芳纶沉析、芳纶短切纤维间距缩小的可能,促进纤维交织粘结,减小纸基材料空隙使吸波纸结构更加致密,这有利于提升纸张力学强度。
进一步的,本发明不同于传统纸张材料的干燥工艺增强,依据原理是羟基形成氢键;本发明中纤维不含有羟基,干燥过程不形成氢键,纸张强度主要是通过高温高压作用使得芳纶沉析纤维发生软化胶粘;因此,相比传统造纸多了高温热压工艺。
进一步的,本发明有严格的工艺步骤、工艺参数限定,通过芳纶沉析、芳纶短切的有限疏解保护,碳纤维不易被造纸疏解过程切断、折断,不易被干燥、热压工艺压溃,更大程度的保留了超细沥青基碳纤维的导电网络,提升了吸波性能。
进一步的,本发明优选超细沥青基碳纤维且限定超细沥青基碳纤维的比例,这有利于碳纤维更好形成微孔结构导电网络,增加电磁波的内部反射和焦耳损耗,从原理上更有利于吸波。其次,超细沥青基碳纤维电导率高,通过芳纶纤维的隔离结构,实现了对介电性能的调节。
综上,本发明工艺简单、制备高效,获得具有高电磁损耗、低介电、高强度的纸基吸波材料,在电磁屏蔽、飞机隐身等领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例制备的超细沥青基碳纤维吸波纸的实物图。
图2为本发明实施例5的扫描电镜图。
图3为本发明实施例1~5的抗张强度图。
图4为本发明实施例1~5的电阻图。
图5为本发明实施例1~5在8.2GHz下介电常数图。
图6为本发明实施例1的回波损耗图(2-18GHz)。
图7为本发明实施例2的回波损耗图(2-18GHz)。
图8为本发明实施例3的回波损耗图(2-18GHz)。
图9为本发明实施例4的回波损耗图(2-18GHz)。
图10为本发明实施例5的回波损耗图(2-18GHz)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,包括以下步骤:
步骤1,将直径5μm,长度5mm的超细沥青基碳纤维置于浓度为1.0×10-3mol/L的十二烷基苯磺酸钠清洗液中,在上述清洗液中洗涤40min,得到超细沥青基碳纤维与清洗液的混合溶液;
步骤2,将步骤1得到的混合溶液在400目的滤网上过滤,并用清水冲洗纤维至无泡沫残留;将过滤得到的超细沥青基碳纤维置于50℃的烘箱中干燥12h;
步骤3,恒重处理:将厚度为4μm,长度为450μm的间位芳纶沉析纤维放入恒温恒湿箱中,设定温度为20℃,湿度为60%,放置7天;
步骤4,随后将恒重处理后的间位芳纶沉析纤维置于95℃烘箱中2h;
步骤5,称量步骤4中经恒重处理后的间位芳纶沉析纤维50wt%、10wt%的芳纶短切纤维和一定量的水加入标准纤维疏解器的搅拌腔中疏解12000转,再加入40wt%的超细沥青基碳纤维,继续疏解3000转,得到浆料;所述一定量的水为间位芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维和超细沥青基碳纤维总量的50000wt%;
步骤6,将步骤5中得到的浆料在纸页成型器中经加水配浆、匀浆辊匀浆、纸页抄造、油压机压榨、真空热干燥,得碳纤维原纸;
步骤7,对步骤6得到的碳纤维原纸进行热压,提升纸张致密度,热压温度为160℃,压力为12Mpa,时间为3min,得超细沥青基碳纤维吸波纸。
以上方法所制备的超细沥青基碳纤维吸波纸匀度指数为12.07、抗张强度达到57.05kN/m,电阻为2.93MΩ,8.2GHz下介电常数的实部和虚部分别为121.0、44.0,损耗角正切为0.36,电磁损耗效能达到7.57dB。
实施例2
一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,包括以下步骤:
步骤1,将直径6μm,长度7mm的超细沥青基碳纤维置于浓度为1.1×10-3mol/L的十二烷基苯磺酸钠清洗液中,在上述清洗液中洗涤35min,得到超细沥青基碳纤维与清洗液的混合溶液;
步骤2,将步骤1得到的混合溶液在1200目的滤网上过滤,并用清水冲洗纤维至无泡沫残留;将过滤得到的超细沥青基碳纤维置于55℃的烘箱中干燥11h;
步骤3,恒重处理:将厚度为6μm,长度为150μm的间位芳纶沉析纤维放入恒温恒湿箱中,设定温度为22℃,湿度为75%,放置6天;
步骤4,随后将恒重处理后的间位芳纶沉析纤维置于100℃烘箱中2.5h;
步骤5,称量步骤4中经恒重处理后的间位芳纶沉析纤维47wt%、8wt%的芳纶短切纤维和一定量的水加入标准纤维疏解器的搅拌腔中疏解17000转,再加入45wt%的超细沥青基碳纤维,继续疏解3000转,得到浆料;所述一定量的水为间位芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维和超细沥青基碳纤维总量的100000wt%;
步骤6,将步骤5中得到的浆料在纸页成型器中经加水配浆、匀浆辊匀浆、纸页抄造、油压机压榨、真空热干燥,得碳纤维原纸;
步骤7,对步骤6得到的碳纤维原纸进行热压,提升纸张致密度,热压温度为200℃,压力为8Mpa,时间为3min,得超细沥青基碳纤维吸波纸。
以上方法所制备的超细沥青基碳纤维吸波纸匀度指数为13.62、抗张强度达到40.45kN/m,电阻为2.48MΩ,8.2GHz下介电常数的实部和虚部分别为180.0、77.0,损耗角正切为0.43,电磁损耗效能达到10.52dB。
实施例3
一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,包括以下步骤:
步骤1,将直径5μm,长度5mm的超细沥青基碳纤维置于浓度为1.2×10-3mol/L的十二烷基硫酸钠清洗液中,在上述清洗液中洗涤30min,得到超细沥青基碳纤维与清洗液的混合溶液;
步骤2,将步骤1得到的混合溶液在600目的滤网上过滤,并用清水冲洗纤维至无泡沫残留;将过滤得到的超细沥青基碳纤维置于60℃的烘箱中干燥10h;
步骤3,恒重处理:将厚度为6μm,长度为300μm的间位芳纶沉析纤维放入恒温恒湿箱中,设定温度为24℃,湿度为70%,放置5天;
步骤4,随后将恒重处理后的间位芳纶沉析纤维置于105℃烘箱中2h;
步骤5,称量步骤4中经恒重处理后的间位芳纶沉析纤维44wt%、6wt%的芳纶短切纤维和一定量的水加入标准纤维疏解器的搅拌腔中疏解13000转,再加入50wt%的超细沥青基碳纤维,继续疏解2000转,得到浆料;所述一定量的水为间位芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维和超细沥青基碳纤维总量的75000wt%;
步骤6,将步骤5中得到的浆料在纸页成型器中经加水配浆、匀浆辊匀浆、纸页抄造、油压机压榨、真空热干燥,得碳纤维原纸;
步骤7,对步骤6得到的碳纤维原纸进行热压,提升纸张致密度,热压温度为190℃,压力为9Mpa,时间为6min,得超细沥青基碳纤维吸波纸。
以上方法所制备的超细沥青基碳纤维吸波纸匀度指数为12.23、抗张强度达到38.00kN/m,电阻为2.00MΩ,8.2GHz下介电常数的实部和虚部分别为203.0、75.0,损耗角正切为0.37,电磁损耗效能达到11.47dB。
实施例4
一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,包括以下步骤:
骤1,将直径6μm,长度7mm的超细沥青基碳纤维置于浓度为1.4×10-3mol/L的十二烷基硫酸钠清洗液中,在上述清洗液中洗涤25min,得到超细沥青基碳纤维与清洗液的混合溶液;
步骤2,将步骤1得到的混合溶液在1000目的滤网上过滤,并用清水冲洗纤维至无泡沫残留;将过滤得到的超细沥青基碳纤维置于90℃的烘箱中干燥9h;
步骤3,恒重处理:将厚度为4μm,长度为450μm的间位芳纶沉析纤维放入恒温恒湿箱中,设定温度为28℃,湿度为65%,放置4天,
步骤4,随后将恒重处理后的间位芳纶沉析纤维置于105℃烘箱中2h;
步骤5,称量步骤4中经恒重处理后的间位芳纶沉析纤维43wt%、2wt%的芳纶短切纤维和一定量的水加入标准纤维疏解器的搅拌腔中疏解18000转,再加入55wt%的超细沥青基碳纤维,继续疏解2000转,得到浆料;所述一定量的水为间位芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维和超细沥青基碳纤维总量的62500wt%;
步骤6,将步骤5中得到的浆料在纸页成型器中经加水配浆、匀浆辊匀浆、纸页抄造、油压机压榨、真空热干燥,得碳纤维原纸;
步骤7,对步骤6得到的碳纤维原纸进行热压,提升纸张致密度,热压温度为170℃,压力为11Mpa,时间为8min,得超细沥青基碳纤维吸波纸。
以上方法所制备的超细沥青基碳纤维吸波纸匀度指数为11.4、抗张强度达到35.60kN/m,电阻为1.67MΩ,8.2GHz下介电常数的实部和虚部分别为215.0、96.0,损耗角正切为0.45,电磁损耗效能达到12.11dB。
实施例5
一种超细沥青基碳纤维吸波纸及其制备工艺,包括以下步骤:
步骤1,将直径5μm,长度5mm的超细沥青基碳纤维置于浓度为1.5×10-3mol/L的十二烷基硫酸钠清洗液中,在上述清洗液中洗涤20min,得到超细沥青基碳纤维与清洗液的混合溶液;
步骤2,将步骤1得到的混合溶液在600目的滤网上过滤,并用清水冲洗纤维至无泡沫残留;将过滤得到的超细沥青基碳纤维置于70℃的烘箱中干燥8h;
步骤3,恒重处理:将厚度为7μm,长度为80μm的间位芳纶沉析纤维放入恒温恒湿箱中,设定温度为30℃,湿度为60%,放置3天;
步骤4,随后将恒重处理后的间位芳纶沉析纤维置于95℃烘箱中3h;
步骤5,称量步骤4中经恒重处理后的间位芳纶沉析纤维40wt%、0wt%的芳纶短切纤维和一定量的水加入标准纤维疏解器的搅拌腔中疏解23000转,再加入60wt%的超细沥青基碳纤维,继续疏解2000转,得到浆料;所述一定量的水为间位芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维和超细沥青基碳纤维总量的87500wt%;
步骤6,将步骤5中得到的浆料在纸页成型器中经加水配浆、匀浆辊匀浆、纸页抄造、油压机压榨、真空热干燥,得碳纤维原纸;
步骤7,对步骤6得到的碳纤维原纸进行热压,提升纸张致密度,热压温度为180℃,压力为10Mpa,时间为7min,得超细沥青基碳纤维吸波纸。
以上方法所制备的超细沥青基碳纤维吸波纸匀度指数为10.59、抗张强度达到28.31kN/m,电阻为0.57MΩ,8.2GHz下介电常数的实部和虚部分别为196.0、136.0,损耗角正切为0.69,电磁损耗效能达到12.35dB。
通过实施例体现了本发明制备的超细沥青基碳纤维吸波纸结合了中间相沥青基碳纤维的高导电、导热的特点以及芳纶沉析纤维良好的纸张成型性。
由图1可见,本发明制备的超细沥青基碳纤维吸波纸具有较好的匀度,且随超细沥青基碳纤维质量分数上升,超细沥青基碳纤维吸波纸的颜色有所加深。
由图2可见,本发明制备超细沥青基碳纤维吸波纸中,超细沥青基碳纤维相互交织形成的网络,间位芳纶沉析纤维填充在网络之间。
由图3可见,随着超细沥青基碳纤维的增加,超细沥青基碳纤维吸波纸的抗张强度逐渐下降,但仍然保持在较高水平。
由图4可见,随着超细沥青基碳纤维的增加,超细沥青基碳纤维吸波纸的的电阻逐渐下降。
由图5可见,超细沥青基碳纤维吸波纸的介电常数实部在100~220的范围内,虚部在40~140的范围内。而理想的导体的介电常数是无穷大,常见的导电金属介电常数通常超过1000。
由图6可见,在2-18GHz下,电磁损耗几乎没有大于10dB,吸波性能较差。
由图7可见,在2-18GHz下,电磁损耗仅有部分大于10dB,吸波性能差,但相较于实施例1有略微提升。
由图8可见,在2-18GHz下,电磁损耗有部分大于10dB,吸波性能一般,但相较于实施例2有略微提升。
由图9可见,在2-18GHz下,电磁损耗大于10dB部分较多,且最强峰超过25dB,吸波性能好。相较于实施例3有较大提升。
由图10可见,在2-18GHz下,电磁损耗大于10dB部分较多,且最强峰超过30dB,吸波性能较好。相较于实施例4有较大提升,基本达到商用标准。
Claims (9)
1.一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,其特征在于:所述超细沥青基碳纤维吸波纸的原料组分包括超细沥青基碳纤维40~60wt%、间位芳纶沉析纤维40~50wt%、间位芳纶短切纤维0~10wt%;
所述该超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺包括以下步骤;
步骤1,将直径5~6μm,长度5~7mm的超细沥青基碳纤维置于浓度为1.0×10-3mol/L~1.5×10-3mol/L的十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠清洗液中,在上述清洗液中洗涤20~40min,得到超细沥青基碳纤维与清洗液的混合溶液;
步骤2,将步骤1得到的混合溶液在400~1200目的滤网上过滤,并用清水冲洗纤维至无泡沫残留;将过滤得到的超细沥青基碳纤维置于50~70℃的烘箱中干燥8~12h;
步骤3,恒重处理:将厚度为4~7μm,长度为80~600μm的间位芳纶沉析纤维放入恒温恒湿箱中,设定温度为20~30℃,湿度为60%~80%,放置3~7天;
步骤4,随后将恒重处理后的间位芳纶沉析纤维置于95~105℃烘箱中2~3h;
步骤5,称量步骤4中经恒重处理后的间位芳纶沉析纤维40~50wt%、0~10wt%的芳纶短切纤维和一定量的水加入标准纤维疏解器的搅拌腔中疏解12000~23000转,再加入40~60wt%的超细沥青基碳纤维,继续疏解2000~3000转,得到浆料;所述一定量的水为间位芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维和超细沥青基碳纤维总量的50000~100000wt%;
步骤6,将步骤5中得到的浆料在纸页成型器中经加水配浆、匀浆辊匀浆、纸页抄造、油压机压榨、真空热干燥,得碳纤维原纸;
步骤7,对步骤6得到的碳纤维原纸进行热压,提升纸张致密度,热压温度为160~200℃,压力为8~12MPa,时间为3~10min,得超细沥青基碳纤维吸波纸。
2.根据权利要求1所述的一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,其特征在于:所述超细沥青基碳纤维直径为5~6μm,长度为5~7mm,拉伸强度≥2300MPa,热导率≥600W/(m·K),电阻率≤2.1μΩ·m;利于碳纤维更好形成微孔结构导电网络,增加电磁波的内部反射和焦耳损耗。
3.根据权利要求1所述的一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,其特征在于:所述间位芳纶沉析纤维平均纤维扭结度为107.7°,平均纤维宽度为17.8μm,平均纤维卷曲程度3.5%,细小纤维含量9.7%;引入芳纶沉析作为辅助分散和增强组分,通过芳纶沉析纤维良好的分散性以及表面丰富的细小纤维。
4.根据权利要求1所述的一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,其特征在于:所述步骤5中配浆时,先将芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维在自来水中疏解,之后将超细沥青基碳纤维添加疏解,且顺序限定。
5.根据权利要求1所述的一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,其特征在于:所述步骤7中碳纤维原纸热压采用平板硫化机或辊压机进行;热压参数具体为:160~200℃、8~12MPa、3~10min。
6.根据权利要求1所述的一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1,将直径5μm,长度5mm的超细沥青基碳纤维置于浓度为1.0×10-3mol/L的十二烷基苯磺酸钠清洗液中,在上述清洗液中洗涤40min,得到超细沥青基碳纤维与清洗液的混合溶液;
步骤2,将步骤1得到的混合溶液在400目的滤网上过滤,并用清水冲洗纤维至无泡沫残留;将过滤得到的超细沥青基碳纤维置于50℃的烘箱中干燥12h;
步骤3,恒重处理:将厚度为4μm,长度为450μm的间位芳纶沉析纤维放入恒温恒湿箱中,设定温度为20℃,湿度为60%,放置7天;
步骤4,随后将恒重处理后的间位芳纶沉析纤维置于95℃烘箱中2h;
步骤5,称量步骤4中经恒重处理后的间位芳纶沉析纤维50wt%、10wt%的芳纶短切纤维和一定量的水加入标准纤维疏解器的搅拌腔中疏解12000转,再加入40wt%的超细沥青基碳纤维,继续疏解3000转,得到浆料;所述一定量的水为间位芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维和超细沥青基碳纤维总量的50000wt%;
步骤6,将步骤5中得到的浆料在纸页成型器中经加水配浆、匀浆辊匀浆、纸页抄造、油压机压榨、真空热干燥,得碳纤维原纸;
步骤7,对步骤6得到的碳纤维原纸进行热压,提升纸张致密度,热压温度为160℃,压力为12MPa,时间为3min,得超细沥青基碳纤维吸波纸。
7.根据权利要求1所述的一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1,将直径6μm,长度7mm的超细沥青基碳纤维置于浓度为1.1×10-3mol/L的十二烷基苯磺酸钠清洗液中,在上述清洗液中洗涤35min,得到超细沥青基碳纤维与清洗液的混合溶液;
步骤2,将步骤1得到的混合溶液在1200目的滤网上过滤,并用清水冲洗纤维至无泡沫残留;将过滤得到的超细沥青基碳纤维置于55℃的烘箱中干燥11h;
步骤3,恒重处理:将厚度为6μm,长度为150μm的间位芳纶沉析纤维放入恒温恒湿箱中,设定温度为22℃,湿度为75%,放置6天;
步骤4,随后将恒重处理后的间位芳纶沉析纤维置于100℃烘箱中2.5h;
步骤5,称量步骤4中经恒重处理后的间位芳纶沉析纤维47wt%、8wt%的芳纶短切纤维和一定量的水加入标准纤维疏解器的搅拌腔中疏解17000转,再加入45wt%的超细沥青基碳纤维,继续疏解3000转,得到浆料;所述一定量的水为间位芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维和超细沥青基碳纤维总量的100000wt%;
步骤6,将步骤5中得到的浆料在纸页成型器中经加水配浆、匀浆辊匀浆、纸页抄造、油压机压榨、真空热干燥,得碳纤维原纸;
步骤7,对步骤6得到的碳纤维原纸进行热压,提升纸张致密度,热压温度为200℃,压力为8MPa,时间为3min,得超细沥青基碳纤维吸波纸。
8.根据权利要求1所述的一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1,将直径5μm,长度5mm的超细沥青基碳纤维置于浓度为1.2×10-3mol/L的十二烷基硫酸钠清洗液中,在上述清洗液中洗涤30min,得到超细沥青基碳纤维与清洗液的混合溶液;
步骤2,将步骤1得到的混合溶液在600目的滤网上过滤,并用清水冲洗纤维至无泡沫残留;将过滤得到的超细沥青基碳纤维置于60℃的烘箱中干燥10h;
步骤3,恒重处理:将厚度为6μm,长度为300μm的间位芳纶沉析纤维放入恒温恒湿箱中,设定温度为24℃,湿度为70%,放置5天;
步骤4,随后将恒重处理后的间位芳纶沉析纤维置于105℃烘箱中2h;
步骤5,称量步骤4中经恒重处理后的间位芳纶沉析纤维44wt%、6wt%的芳纶短切纤维和一定量的水加入标准纤维疏解器的搅拌腔中疏解13000转,再加入50wt%的超细沥青基碳纤维,继续疏解2000转,得到浆料;所述一定量的水为间位芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维和超细沥青基碳纤维总量的75000wt%;
步骤6,将步骤5中得到的浆料在纸页成型器中经加水配浆、匀浆辊匀浆、纸页抄造、油压机压榨、真空热干燥,得碳纤维原纸;
步骤7,对步骤6得到的碳纤维原纸进行热压,提升纸张致密度,热压温度为190℃,压力为9MPa,时间为6min,得超细沥青基碳纤维吸波纸。
9.根据权利要求1所述的一种超细沥青基碳纤维吸波纸的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1,将直径6μm,长度7mm的超细沥青基碳纤维置于浓度为1.4×10-3mol/L的十二烷基硫酸钠清洗液中,在上述清洗液中洗涤25min,得到超细沥青基碳纤维与清洗液的混合溶液;
步骤2,将步骤1得到的混合溶液在1000目的滤网上过滤,并用清水冲洗纤维至无泡沫残留;将过滤得到的超细沥青基碳纤维置于90℃的烘箱中干燥9h;
步骤3,恒重处理:将厚度为4μm,长度为450μm的间位芳纶沉析纤维放入恒温恒湿箱中,设定温度为28℃,湿度为65%,放置4天,
步骤4,随后将恒重处理后的间位芳纶沉析纤维置于105℃烘箱中2h;
步骤5,称量步骤4中经恒重处理后的间位芳纶沉析纤维43wt%、2wt%的芳纶短切纤维和一定量的水加入标准纤维疏解器的搅拌腔中疏解18000转,再加入55wt%的超细沥青基碳纤维,继续疏解2000转,得到浆料;所述一定量的水为间位芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维和超细沥青基碳纤维总量的62500wt%;
步骤6,将步骤5中得到的浆料在纸页成型器中经加水配浆、匀浆辊匀浆、纸页抄造、油压机压榨、真空热干燥,得碳纤维原纸;
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