[發明專利]聚丙烯腈基碳布的制備方法

無效

• 申請號: 201210191470.1
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102704227A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 周霞;王秀春;秦志全;叢粲;喬英;劉茵
• 申請（專利權）人: 吉林市雙鵬碳材料科技開發有限公司
• 主分類號: D06C7/04
• 分類號: D06C7/04
• 代理公司: 吉林市華明專利商標代理有限公司 22207
• 代理人: 張玉致;林家勝

技術領域

本發明涉及一種制備聚丙烯腈基碳布的方法。

背景技術

聚丙烯腈基碳布在耐高溫、耐燒蝕、耐酸堿、阻燃擋火、電介質等方面性能優異，表觀柔軟，便于制作剪裁加工，是很多高新技術領域都在應用和尋求的一種新型碳材料。特別是在電熱產品、節能環保蓄電池、防靜電特種行業、阻燃防火材料、碳/碳復合材料等高新領域，碳布已成為不可缺少的重要原料。

現有聚丙烯腈基碳布生產工藝對選擇原料的技術指標要求較為寬泛，在碳化時，直接將聚丙烯腈基預氧化纖維布放到碳化爐內，預氧化纖維布在高溫碳化過程中任其自然收縮，造成產品強度偏低，收縮不均，厚度不均，布面有褶皺，碳化過程中還有極少量微粒附著在碳布表面，增加了雜質含量，這些質量缺陷造成產品在高端領域應用受限。為了適應市場，滿足高端應用領域對碳布質量要求越來越高的需要，不斷提高現有聚丙烯腈基碳布質量成為生產企業重要的科研課題。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備聚丙烯腈基碳布的工藝方法，該方法能提高聚丙烯腈基碳布的強度，減少雜質,能使布面收縮均勻，表面平整。

本發明采用以下方案實現：一種聚丙烯腈基碳布的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1、以聚丙烯腈基預氧化纖維為原料織成布，原料性能指示為：強度≥220Mpa,密度1.36-1.37g/cm²,伸長率15-20%，含水率≤5%，織成的布單位重量公差為±0.2%，厚度公差為±0.05%?；

2、將步驟1織成的布卷繞在支撐筒上，支撐筒由石墨管和固定在石墨

管外壁的石墨氈組成，支撐筒長2米，內徑是150毫米，外徑250毫米，石墨氈厚度為5毫米；

3、把支撐筒和卷在筒上的聚丙烯腈基預氧化纖維布送到碳化爐中升溫碳化，碳化后取出，將碳布送入水洗槽循環沖洗，水溫為30℃，水洗時間為0.5小時，然后收卷；

4、水洗后送到干燥機干燥，干燥溫度為60℃，干燥時間為20分鐘左右，控制碳布成品含水率≤1%。

本技術通過對制布原料的優選、工藝的改進，提高了產品質量。下表是現有碳布技術指標與本技術碳布技術指標的對比。

現有碳布技術指標與本技術碳布技術指標對比表

本發明在生產過程中通過調整工藝方法，最經濟、快速的提高了碳布產品質量，如上表：本發明拉力提高了150.4兆帕，褶皺減少4.46個/5平方米，長度收縮減少了3.82%，寬度收縮減少了2.27%，厚度收縮減少了5.12%，產品收率提高了2.75%,雜質含量減少了0.61%。

現有工藝方案中，是直接將聚丙烯腈基預氧化纖維布放到碳化爐內，由于纖維布在碳化過程中任其自然收縮，沒有實施牽拉，造成強度偏低，收縮不均造成厚度不均，也易產生死褶，布面不平整。本發明在碳化工藝中將聚丙烯腈基預氧化纖維布卷繞在支撐筒上，支撐筒在碳化過程中起到了固定牽拉的作用。因為聚丙烯腈基預氧化纖維布在低溫碳化階段發生放熱反應，在高溫碳化階段發生吸熱反應，本發明利用支撐筒的支撐作用可以抑制低溫階段的纖維熱收縮，保持并完善預氧化階段建立的取向，有益于碳布抗拉強度的提高，也使整個碳化過程布面收縮受力均勻，消除了褶皺，布面很平整，厚度也均勻了。?

碳化過程是在密閉容器里進行，雖然通入了惰性氣體，大量的分解物由于產生的正壓和通入的惰性氣體使其排除，但還會有極少量微粒附著在布表面，使雜質含量高，本工藝方案增加了水洗、干燥工序，經水洗處理，清除了碳布中附著的微粒、灰塵等雜質，干燥工序既起到了除濕去水，同時也起到平整、定型及布面質檢作用，使聚丙烯腈基碳布中的雜志含量大幅度下降，產品外觀完好。

具體實施方式

制備聚丙烯腈基碳布的方法，包括以下步驟：

1、選取聚丙烯腈基預氧化纖維為原料，原料技術指標為：強度≥220?Mpa，密度1.36-1.37?g/cm³，伸長率15-20%，含水率≤5%；

2、將選定的聚丙烯腈基預氧化纖維經過切斷機切斷，再經卷曲機卷曲，根據加工織物形態和單位重量要求，用紡紗機紡成不同支數的紗線，根據客戶要求，在箭桿織機上織成定長、定寬、定厚的聚丙烯腈基預氧化纖維布，單位重量公差為±0.2%，厚度公差為±0.05%?；

3、將聚丙烯腈基預氧化纖維布卷繞在支撐筒上，支撐筒由石墨管和固定在石墨管外壁的石墨氈組成，支撐筒長2米，內徑是150毫米，外徑250毫米，石墨氈厚度為5毫米，注意調整好卷布時的張力，不允許有折疊；