[發明專利]一種電控型聚丙烯腈原絲微波預氧化工藝

有效

• 申請號: 202010747014.5
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111691012B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 談昆倫;劉時海;王秀崗;何夢瑤;曹義超;蔣麗霞;龔曉龍;王敏娟;謝美
• 申請（專利權）人: 常州市宏發縱橫新材料科技股份有限公司
• 主分類號: D01F9/22
• 分類號: D01F9/22;D06M11/74;D06M101/28
• 代理公司: 北京錦信誠泰知識產權代理有限公司 11813
• 代理人: 胡新瑞

本發明涉及碳纖維技術領域，具體涉及一種電控型聚丙烯腈原絲微波預氧化工藝，包括：S1：將水解粘合劑融入去離子水中，形成粘合溶液；S2：將設定量的炭黑與去離子水混合，形成懸浮液；S3：將聚丙烯腈原絲浸入粘合溶液中，在完全干燥前取出；S4：將聚丙烯腈原絲浸入懸浮液中，浸漬設定時間后取出完全干燥；S5：將聚丙烯腈原絲在設定條件下送入微波氧化爐中進行氧化。本發明中，在并不吸波的聚丙烯腈原絲表面涂敷碳材料吸波物質，可在進入微波氧化爐后通過炭黑吸收微波量，從而使得聚丙烯腈原絲表面獲得熱能而實現預氧化，通過合理控制微波功率和預氧化時間可有效實現預氧化效果的控制，同時，通過供電的合理控制可在預氧化階段有效降低原絲處理的成本。

技術領域

本發明涉及碳纖維技術領域，尤其涉及一種電控型聚丙烯腈原絲微波預氧化工藝。

背景技術

碳纖維（CarbonFibre）是纖維狀的碳材料，及其化學組成中碳元素占總質量的90%以上。碳纖維及其復合材料具有高比強度，高比模量，耐高溫，耐腐蝕，耐疲勞，抗蠕變，導電，傳熱和熱膨脹系數小等一系列優異性能，它們既可以作為結構材料承載負荷，又可以作為功能材料發揮作用。因此，碳纖維及其復合材料近年來發展十分迅速。

可以用來制取碳纖維的原料有許多種，按它的來源主要分為兩大類，一類是人造纖維，如粘膠絲，人造棉，木質素纖維等，另一類是合成纖維，它們是從石油等自然資源中提純出來的原料，再經過處理后紡成絲的，如腈綸纖維，瀝青纖維，聚丙烯腈纖維等。聚丙烯腈基碳纖維的炭化收率比粘膠纖維高，可達45%以上，而且因為生產流程，溶劑回收，三廢處理等方面都比粘膠纖維簡單，成本低，原料來源豐富，加上聚丙烯腈基碳纖維的力學性能，尤其是抗拉強度，抗拉模量等為三種碳纖維之首，所以是目前應用領域最廣，產量也最大的一種碳纖維。

從聚丙烯腈原絲到最終的碳纖維成型過層中，需要進行近百分鐘的預氧化，現有的預氧化過程是碳纖維成本消耗巨大的過程，嚴重的制約了碳纖維生產成本的降低。

鑒于上述問題的存在，本設計人基于從事此類產品工程應用多年豐富的實務經驗及專業知識，積極加以研究創新，以期創設一種電控型聚丙烯腈原絲微波預氧化工藝，使其更具有實用性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種電控型聚丙烯腈原絲微波預氧化工藝，有效降低聚丙烯腈原絲預氧化過程的生產成本。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種電控型聚丙烯腈原絲微波預氧化工藝，包括：

S1：制備粘合溶液，將水解粘合劑融入去離子水中，形成粘合溶液；

S2：制備炭黑涂層液，將設定量的炭黑與去離子水混合，形成懸浮液；

S3：將表面潔凈的聚丙烯腈原絲浸入步驟S1中所制備的粘合溶液中，在完全干燥前取出；

S4：將干燥設定時間后的所述聚丙烯腈原絲浸入所述懸浮液中，浸漬設定時間后取出，并完全干燥；

S5：將干燥后的所述聚丙烯腈原絲在設定條件下送入微波氧化爐中進行預氧化。

進一步地，制備炭黑涂層液，包括以下步驟：

S11：稱取設定量的炭黑粉末放入頂部開口的容器內；

S12：將容器底部可壓縮腔體內，混有有機分散劑的去離子水自所述容器底部的多孔位分若干次注入所述容器內，每次注入后均將所述容器內混合溶液全部自所述孔位吸出至可壓縮腔體后再次按照設定壓力注入，且每次注入量相對于上次注入量遞增，直至所有混合溶液均注入至容器內。

進一步地，還包括以下步驟：

S13：對所述容器內的混合溶液進行超聲處理，形成炭黑的懸浮液。

進一步地，所述超聲處理時間為1~1.5小時。