[發(fā)明專利]一種水分散性短切碳纖維及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610963453.3 | 申請日： | 2016-10-28 |
| 公開（公告）號： | CN108018719A | 公開（公告）日： | 2018-05-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 鄧文彬;黃翔宇;王彪;王永梅;沈海娟 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國石油化工股份有限公司;中國石化上海石油化工股份有限公司 |
| 主分類號： | D06M15/53 | 分類號： | D06M15/53;D06M15/11;D06M13/46;D06M13/402;D06M15/333;D06M13/325;D06M11/76;C25D11/02;C25D7/06;D06M101/40 |
| 代理公司： | 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253 | 代理人： | 馮子玲 |
| 地址： | 100728 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 水分 散性短切 碳纖維 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種水分散性短切碳纖維及其制備方法。本發(fā)明通過將碳纖維依次進(jìn)行電化學(xué)陽極氧化處理、上漿、干燥及切斷而成。本發(fā)明的碳纖維具有良好的集束性、可切割性和水分散性，與水的接觸角為60°～80°，碳纖維長度2～12mm。本發(fā)明水分散性碳纖維處理方法簡單，生產(chǎn)成本低，具有很高的市場應(yīng)用價(jià)值。該短切碳纖維可用于濕法抄紙工藝，制備的碳纖維紙或碳纖維復(fù)合紙可應(yīng)用于燃料電池的電極材料、電磁屏蔽材料、電發(fā)熱材料和復(fù)合材料等領(lǐng)域。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明碳纖維處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種水分散性短切碳纖維及其制備方法。
背景技術(shù)
通過將碳纖維分散在基體樹脂中來制備的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，在輕質(zhì)、機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性、導(dǎo)電性等方面具有良好的性能。因此，這種復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用在比如汽車、飛機(jī)、電氣或電子裝置、光學(xué)儀器、精密儀器、娛樂玩具和游戲、家庭或辦公用品、建筑材料等領(lǐng)域。對這種復(fù)合材料的需求逐年上漲。同時(shí)含有碳纖維的紙或復(fù)合紙?jiān)陔姲l(fā)熱、電磁波屏蔽等領(lǐng)域也得到快速發(fā)展。獲得這種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料或紙的方法之一是在水中處理碳纖維比如運(yùn)用濕法抄紙工藝，比如將短切碳纖維分散在水中，然后通過粘合、纏繞或縫合將短切碳纖維凝固在基體樹脂或其它纖維(如木漿纖維)中。另外在最近幾年，抄紙法被作為一種方法來獲得用在燃料電池中的氣體擴(kuò)散層。
在造紙過程中，碳纖維被提前切成短切碳纖維，然后被分散在分散介質(zhì)中，最后進(jìn)行抄紙。當(dāng)集束性能和纖維硬挺度差的時(shí)候，碳纖維切斷可操作性差，導(dǎo)致纖維長度短于預(yù)定的長度。另外，在抄紙過程中碳纖在水中必須具有極好的分散性。用在電極氣體擴(kuò)散層時(shí)，分散性越好，導(dǎo)電性越好。
因此，碳纖維被應(yīng)用到抄紙過程中時(shí)需要同時(shí)具有(1)集束性；(2)可切割性，即需要一定的硬挺度，(3)極好的分散性：在抄紙過程中，當(dāng)碳纖維進(jìn)入到水中時(shí)，可以迅速的分散成單纖的形式，并且抑制碳纖維二次聚集。
環(huán)氧樹脂類的上漿劑是碳纖維常用上漿材料，對于抄紙過程來說，其集束性能太高，不適合用于抄紙工藝。涂覆水性化合物上漿劑的碳纖維分散性有提高，但切割性能差。本發(fā)明采用電化學(xué)處理與表面上漿相結(jié)合的方法，工藝簡單且連續(xù)性強(qiáng)，使碳纖維具有了良好切割性和水分散性，可廣泛應(yīng)用于抄紙過程。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種水分散性碳纖維及其制備方法。其目的在于使碳纖維具有良好的水分散性。本發(fā)明制備方法包括了電化學(xué)氧化及上漿的處理過程；得到的水分散性碳纖維同時(shí)具有良好集束性、可切割性和極好的水分散性。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體如下。
本發(fā)明提供一種水分散性短切碳纖維的制備方法，具體步驟如下：
1)對碳纖維進(jìn)行電化學(xué)陽極氧化處理；
2)將電化學(xué)陽極氧化處理后的碳纖維上漿；
3)上漿后的碳纖維進(jìn)行干燥、短切。
上述步驟1)中，所述碳纖維的單絲含量為1K-48K。
上述步驟1)中，電化學(xué)陽極氧化處理時(shí)，以銨鹽為電解質(zhì)，碳纖維為正極，石墨棒為負(fù)極，電解質(zhì)濃度為0.5～1.5mol/L，電流密度為0.3～3mA/cm
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