[發明專利]一種濕法工藝用大絲束碳纖維油劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710850974.2
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107604671B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 田志鋼;解樂福;解承鋼;杜輝;于佳平;謝會慶;郭永利
• 申請（專利權）人: 威海新元化工有限公司
• 主分類號: D06M15/53
• 分類號: D06M15/53;D06M15/643;D06M15/647;C08G77/388;C08G77/385;D06M101/40
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

本發明涉及一種濕法工藝用大絲束碳纖維油劑及其制備方法，改油劑組分包括80～90質量份式(I)所示化合物A，1～3質量份抗氧劑，1～3質量份聚醚改性硅油，5～15質量份非離子表面活性劑。本發明滿足了油劑長時間使用不粘輥、抗靜電持久、高溫耐熱性好的要求，有效保護碳纖維，滿足了濕法工藝大絲束碳纖維的制備需要，提高了碳纖維質量。

技術領域

本發明涉及一種油劑，特別是濕法工藝用大絲束碳纖維油劑及其制備方法，屬于油劑技術領域。

背景技術

2016年全球碳纖維用量超過7.6萬噸，主要應用領域有工業、航空航天、體育用品、汽車、壓力容器等，值得注意的是風電葉片(主要用于葉片內部的“工型”支撐骨架)已經超越航空航天成為碳纖維的最大應用領域。隨著環保形勢的日趨緊張，清潔能源需求也在日益增大，風電作為已經規模應用的清潔能源必定在未來很長一段時間內實現飛速發展，作為主要支撐材料的碳纖維用量也將大幅提高。

在碳纖維生產中，油劑的質量和性能對碳纖維品質有著重要影響，屬于一類控制原料，它能夠保證碳纖維生產的順利進行，提高碳纖維品質。可以說沒有穩定、可靠、性能優越的油劑就制造不出高質量的碳纖維。目前國內碳纖維生產用油劑仍嚴重依賴進口。

碳纖維民用領域應用技術的快速發展以及用量的增大，要求品質更好、價格更低的碳纖維，而碳纖維生產的大絲束化是解決成本問題的有效方法。由于絲束中單絲數量成倍增加，單位時間通過干燥輥的油劑量也成倍增大，原絲上靜電荷也更容易堆積，比小絲束碳纖維生產更容易出現油劑交聯粘輥、抗靜電性差等問題。

現已公開的資料中，大絲束油劑已有諸多報道，比如中國專利文件CN201110300362.9中提出用低粘度、低氨值和高粘度高氨值的氨基硅油復配為油劑的主劑，有效解決了碳纖維油劑易分層，無法攪拌恢復的問題。中國專利文件CN201110369956.5中提出用低粘度、低氨值和高粘度高氨值的氨基硅油復配，并加入一定量酰胺化合物與環氧基加成物作為油劑的主劑的方法，該方法能有效改善油劑的抗靜電問題。但是，上述油劑均存在整體耐熱性不足的問題，高溫下會出現油膜表面彈性較差、發脆現象。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種濕法工藝用大絲束碳纖維油劑及其制備方法，能夠滿足油劑長時間使用不粘輥、抗靜電持久、高溫耐熱性好的要求，有效保護碳纖維，滿足了濕法工藝大絲束碳纖維的制備需要，提高了碳纖維質量。

本發明的技術方案如下：

一種濕法工藝用大絲束碳纖維油劑，該油劑包括以下組分：

所述的，化合物A結構式如式(I)所示：

式(I)中，a＝0～1，b＝70～130，c＝0～1，a、b、c均為整數；

進一步優選的，a＝0～1，b＝80～100，c＝0～1，a、b、c均為整數。

根據本發明，所述的化合物A為部分季銨鹽改性氨丙基硅油，為陽離子性，同時賦予氨基硅油對碳纖維原絲良好的吸附性和抗靜電性。

根據本發明，優選的，所述的抗氧劑沒有特殊要求，能夠溶解于非離子表面活性劑均可，優選3,5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸異辛酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N,N-1,6-亞已基-雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰胺、硫代二丙酸雙十二醇酯、硫代二丙酸雙十八醇酯中的一種或兩種以上的復配混合物。

根據本發明，所述的聚醚改性硅油沒有特殊要求，優選的，所述的聚醚改性硅油為側鏈聚氧乙烯改性硅油；

聚醚改性硅油由于其低的表面張力，鋪展性更好，并能大幅降低非離子表面活性劑用量。