[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)高導(dǎo)熱高模量瀝青基碳纖維及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810136663.4
• 申請(qǐng)日: 2018-02-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108203848B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康延濤;楊陽(yáng)峰;趙娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西天策新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): D01F9/145
• 分類號(hào): D01F9/145;D06M15/55;D06M101/40
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種高強(qiáng)高導(dǎo)熱高模量瀝青基碳纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)以中間相瀝青為原料，經(jīng)熔融紡絲制備得到纖維直徑為10μm～30μm的瀝青基原絲；

2)將步驟1)制得的瀝青基原絲卷繞收絲后，依次經(jīng)過(guò)主動(dòng)放絲、熱輥干燥處理、不熔化處理、三級(jí)碳化處理、預(yù)石墨化處理、石墨化處理、上漿干燥及最終卷繞收絲，制備得到高強(qiáng)高導(dǎo)熱高模量瀝青基碳纖維；

所述不熔化處理是在溫度為240℃～350℃、牽伸為0.1％～2％、壓縮空氣流量為0.1m³/h～10m³/h的條件下進(jìn)行，處理時(shí)間為700s～2000s；

所述三級(jí)碳化處理具體是指將經(jīng)不熔化處理后的纖維依次經(jīng)過(guò)低溫碳化處理、中溫碳化處理及高溫碳化處理；其中，低溫碳化處理和中溫碳化處理過(guò)程中設(shè)置5個(gè)溫區(qū)；高溫碳化處理過(guò)程中設(shè)置4個(gè)溫區(qū)；

低溫碳化處理是在氮?dú)鈿夥障拢?00℃～700℃、牽伸-1％～-2％的條件下，處理200s～500s；中溫碳化處理是在氮?dú)鈿夥障拢?00℃～1200℃、牽伸-1％～-2％的條件下，處理200s～500s；高溫碳化處理是在氮?dú)鈿夥障拢?200℃～1800℃、牽伸0.5％～1.5％的條件下，處理200s～400s；

所述預(yù)石墨化處理是在氬氣氣氛下，于2100℃～2300℃、牽伸0.5％～1％的條件下，處理100s～200s；

從主動(dòng)放絲操作到最終卷繞收絲過(guò)程中，設(shè)備運(yùn)行流水線的整線運(yùn)行速率為0.15m/min～1m/min；

所述熱輥干燥處理是在150℃～220℃下，處理500s～900s。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)高導(dǎo)熱高模量瀝青基碳纖維的制備方法，其特征在于，所述石墨化處理溫度是在氬氣氣氛下，于2600℃～2800℃、牽伸1％～1.5％的條件下，處理100s～200s。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)高導(dǎo)熱高模量瀝青基碳纖維的制備方法，其特征在于，所述上漿干燥采用環(huán)氧樹(shù)脂基上漿劑進(jìn)行上漿處理，纖維上漿率控制在1.0％～3.0％；干燥是在150℃～200℃下進(jìn)行。

4.采用權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的制備方法制得的高強(qiáng)高導(dǎo)熱高模量瀝青基碳纖維，其特征在于，該高強(qiáng)高導(dǎo)熱高模量瀝青基碳纖維的拉伸強(qiáng)度在3300～3442MPa、模量在800～834GPa、導(dǎo)熱在500～521W/m*K、體密度為2.18g/cm³。