[發明專利]生物活性碳纖維、包括其的生態碳纖維復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110425930.8
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102660813A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 趙東林;海熱提·吐爾遜;吳偉明;何江
• 申請（專利權）人: 浙江欣之球科技發展有限公司;北京化工大學
• 主分類號: D01F9/22
• 分類號: D01F9/22;D01F9/16;D01F9/145;D01F11/12;D01F11/16;B32B27/12;B32B27/02;B32B27/32;B32B3/12;C02F1/28
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;余剛

1.一種生物活性碳纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將聚丙烯腈纖維、粘膠纖維或瀝青纖維以3～5℃/分鐘的速率逐漸升溫至200～300℃后，進行50～150分鐘的預氧化處理，形成預氧絲；

將所述預氧絲在氮氣氣氛下，以10～30℃/分鐘的速率逐漸升溫至700～800℃后，以水蒸氣作為活化劑，進行30～90分鐘的炭化及活化處理，形成所述生物活性碳纖維。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括表面活性處理的步驟，所述表面活性處理的步驟包括：

將所述生物活性碳纖維在濃度為30％以下的過氧化氫溶液和濃度為25～28％的氨水溶液按照體積比1～2∶1混合形成的混合溶液中，采用頻率為50～100KHz的超聲波下處理10～60分鐘，進行所述表面活性處理。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括表面活性處理的步驟，所述表面活性處理的步驟包括：

將所述生物活性碳纖維在濃度為30％以下的過氧化氫溶液中，采用頻率為50～100KHz的超聲波下處理10～60分鐘，進行第一次表面活性處理；

將完成第一次表面活性處理的所述生物活性碳纖維在濃度為25～28％的氨水溶液中，采用頻率為50～100KHz的超聲波下處理10～60分鐘，進行第二次表面活性處理。

4.一種生物活性碳纖維，其特征在于，由權利要求1-3中任一項所述的制備方法制備而成。

5.一種生態碳纖維復合材料，其特征在于，包括：

芯層，由權利要求4所述的生物活性碳纖維構成，所述生物活性碳纖維的比表面積大于1000m²/g；

外層，由丙綸纖維網眼布構成，所述外層包裹在所述芯層的外周。

6.根據權利要求5所述的生態碳纖維復合材料，其特征在于，還包括設置在所述外層上的環狀毛圈部，所述環狀毛圈部由丙綸纖維和滌綸纖維復合而成。

7.根據權利要求6所述的生態碳纖維復合材料，其特征在于，

所述生物活性碳纖維為厚度為0.5～5mm的聚丙烯腈基生物活性碳纖維氈；厚度為0.5～5mm的粘膠基生物活性碳纖維氈；或者由噴吹法制備的瀝青基生物活性碳纖維；

所述丙綸纖維網眼布由直徑為200D～500D的丙綸纖維絲編織而成；

所述環狀毛圈部由直徑為150D～600D的丙綸纖維絲和直徑為150D～600D的滌綸纖維絲復合而成。

8.一種生態碳纖維復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

采用權利要求1-3中任一項所述的方法制備所述生物活性碳纖維；

制備丙綸纖維網眼布；

以所述生物活性碳纖維為芯層，將所述丙綸纖維網眼布作為外層包裹在所述芯層的外周，形成所述生態碳纖維復合材料。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，還包括在所述丙綸纖維網眼布上設置環狀毛圈部的步驟，所述環狀毛圈部由丙綸纖維和滌綸纖維復合而成。

10.根據權利要求8或9所述的制備方法，其特征在于，形成所述生態碳纖維復合材料的步驟包括：

將所述丙綸纖維網眼布纏繞在所述生物活性碳纖維上形成所述生態碳纖維復合材料；或者

將所述丙綸纖維網眼布分為第一塊與第二塊，將所述生物活性碳纖維放置在第一、第二塊丙綸纖維網眼布之間，并將所述第一、第二塊丙綸纖維網眼布的外周縫合，形成所述生態碳纖維復合材料。