[發明專利]一種碳纖維及其制備方法和復合材料

有效

• 申請號: 201210242751.5
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN103541044A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 雷震;宋威;蔡彤旻;黃險波;曾祥斌;辛偉;馬雷
• 申請（專利權）人: 金發科技股份有限公司;上海金發科技發展有限公司
• 主分類號: D01F9/22
• 分類號: D01F9/22;D01F9/145
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所 44229
• 代理人: 張喜安

1.一種碳纖維的制備方法，包括預氧化階段，其特征在于：

包括原料碳纖維原絲在預氧化階段至少分為四個溫度段，所述四個溫度段內依次對碳纖維原絲進行至少兩次牽伸，所述每個溫度段內的每次牽伸的牽伸倍數為-5%-15%。

2.一種碳纖維的制備方法，包括預氧化階段，其特征在于：

所述預氧化的第一溫度段內所有牽伸的牽伸倍數之和為-5%-25%；所述預氧化的第二溫度段內所有牽伸的牽伸倍數之和為-10%-20%；所述預氧化的第三溫度段內所有牽伸的牽伸倍數之和為-10%-20%；所述預氧化的第四溫度段內所有牽伸的牽伸倍數之和為-5%-15%。

3.如權利要求1所述的碳纖維的制備方法，其特征在于：

所述預氧化的第一溫度段是在180℃-220℃條件下預氧化15min-60min，所述預氧化的第二溫度段是在200℃-245℃條件下預氧化10min-55min，所述預氧化的第三溫度段是在220℃-260℃條件下預氧化10min-55min，所述預氧化的第四溫度段是在245℃-275℃條件下預氧化10min-50min。

4.如權利要求1所述的碳纖維的制備方法，其特征在于：

所述四個溫度段內依次對碳纖維原絲進行三次、四次、五次、六次、七次、八次、九次或十次牽伸。

5.如權利要求1所述的碳纖維的制備方法，其特征在于：

所述每個溫度段內至少包括一次正牽伸，至少包括一次負牽伸。

6.如權利要求1所述的碳纖維的制備方法，其特征在于：

所述預氧化的第五溫度段是在250℃-285℃條件下預氧化10min-45min，第五溫度段內所有牽伸的牽伸倍數之和為-5%-15%；

所述預氧化的第六溫度段是在260℃-300℃條件下預氧化10min-40min，第六溫度段內所有牽伸的牽伸倍數之和為-5%-15%。

7.如權利要求6所述的碳纖維的制備方法，其特征在于：

所述第五溫度段和所述第六溫度段內分別對碳纖維原絲進行至少兩次牽伸。

8.如權利要求1、2或3所述的碳纖維的制備方法，其特征在于：

當預氧化階段分為四個溫度段時，所述四個溫度段內依次對碳纖維原絲進行至少兩次牽伸，所述預氧化的第一溫度段是在180℃-210℃條件下預氧化15min-60min，所述第一溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-5%-0或0-5%；所述預氧化的第二溫度段是在220℃-240℃條件下預氧化10min-55min，所述第二溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-5%-0或0-8%；所述預氧化的第三溫度段是在230℃-250℃條件下預氧化10min-55min，所述第三溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-5%-0或0-5%；所述預氧化的第四溫度段是在245℃-270℃條件下預氧化10min-50min，所述第四溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-5%-0或0-5%；

當預氧化階段分為五個溫度段時，所述五個溫度段內依次對碳纖維原絲進行至少兩次牽伸，所述預氧化的第一溫度段是在190℃-220℃條件下預氧化15min-60min，所述第一溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-6%-0或0-6%；所述預氧化的第二溫度段是在220℃-240℃條件下預氧化10min-55min，所述第二溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-4%-0或0-4%；所述預氧化的第三溫度段是在230℃-245℃條件下預氧化10min-55min，所述第三溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-6%-0或0-5%；所述預氧化的第四溫度段是在245℃-265℃條件下預氧化10min-50min，所述第四溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-4%-0或0-4%；所述預氧化的第五溫度段是在260℃-275℃條件下預氧化10min-45min，所述第五溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-5%-0或0-5%；

當預氧化階段分為六個溫度段時，所述六個溫度段內依次對碳纖維原絲進行至少兩次牽伸，所述預氧化的第一溫度段是在200℃-220℃條件下預氧化15min-60min，所述第一溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-3%-0或0-3%；所述預氧化的第二溫度段是在220℃-240℃條件下預氧化10min-55min，所述第二溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-3%-0或0-3%；所述預氧化的第三溫度段是在230℃-250℃條件下預氧化10min-55min，所述第三溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-3%-0或0-3%；所述預氧化的第四溫度段是在245℃-265℃條件下預氧化10min-50min，所述第四溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-3%-0或0-3%；所述預氧化的第五溫度段是在260℃-280℃條件下預氧化10min-45min，所述第五溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-3%-0或0-3%；所述預氧化的第六溫度段是在280℃-290℃條件下預氧化10min-40min，所述第六溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-5%-0或0-5%；

當預氧化階段分為七個溫度段時，所述七個溫度段內依次對碳纖維原絲進行至少兩次牽伸，所述預氧化的第一溫度段是在200℃-220℃條件下預氧化15min-60min，所述第一溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-3%-0或0-2%；所述預氧化的第二溫度段是在220℃-240℃條件下預氧化10min-55min，所述第二溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-2%-0或0-2%；所述預氧化的第三溫度段是在230℃-250℃條件下預氧化10min-55min，所述第三溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-2%-0或0-2%；所述預氧化的第四溫度段是在245℃-265℃條件下預氧化10min-50min，所述第四溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-3%-0或0-3%；所述預氧化的第五溫度段是在260℃-280℃條件下預氧化10min-45min，所述第五溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-2%-0或0-2%；所述預氧化的第六溫度段是在280℃-290℃條件下預氧化10min-40min，所述第六溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-2%-0或0-2%，所述預氧化的第七溫度段是在280℃-290℃條件下預氧化10min-40min，所述第七溫度段內每次牽伸的牽伸倍數為-4%-0或0-4%。