[發(fā)明專利]一種碳纖維可紡瀝青及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010820015.8
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111925818B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 叢國強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧信德新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C10C3/02
• 分類號: C10C3/02;C10C3/06
• 代理公司: 北京華專卓海知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11664
• 代理人: 李巨智

1.一種碳纖維可紡瀝青的制備方法，其特征在于，該方法是以乙烯裂解焦油為原材料，依次經(jīng)過一次蒸餾、一次聚合、空氣氧化、二次蒸餾和二次聚合過程，生產(chǎn)出所述碳纖維可紡瀝青。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)一次蒸餾：

所述乙烯裂解焦油經(jīng)熱處理后進(jìn)入第一減壓蒸餾塔蒸餾，塔底溫度260～300℃，真空度1300～1500Pa，塔頂溫度260～280℃，真空度1300～1500Pa，塔頂組份經(jīng)冷凝器冷凝進(jìn)入收集罐，一部分打入塔內(nèi)回流、一部分采出；

(2)一次聚合：

經(jīng)步驟(1)蒸餾處理后的塔底物輸入到第一聚合罐聚合，罐溫260～320℃，真空度500～1000Pa，反應(yīng)時間50～60分鐘；

(3)空氣氧化：

步驟(2)反應(yīng)后所得物料輸入氧化反應(yīng)器并與空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)壓力為常壓，反應(yīng)溫度為150～180℃，反應(yīng)后所得物料進(jìn)入第二減壓蒸餾塔蒸餾；

(4)二次蒸餾：

在第二減壓蒸餾塔內(nèi)蒸餾過程中，控制第二減壓蒸餾塔的塔頂溫度280～320℃，塔頂真空度500～800Pa；塔底溫度為300～350℃，塔底真空度500～800Pa；塔頂組份經(jīng)塔頂冷凝器冷凝進(jìn)入收集罐，一部分打入塔內(nèi)回流，一部分采出；

(5)二次聚合：

第二減壓蒸餾塔蒸餾后的塔底物進(jìn)入第二聚合釜進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)溫度410～430℃，真空度100～200Pa，反應(yīng)時間30～40分鐘；二次聚合結(jié)束后即獲得所述碳纖維可紡瀝青。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述乙烯裂解焦油原材料的密度(20℃)0.900～1.200g/cm3，氧含量小于0.2wt.％，硫含量小于985ppm，初餾點≥150℃，閃點≥55℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：步驟(1)中，所述熱處理過程為：先將乙烯裂解焦油原料利用過濾器過濾，以除去雜質(zhì)凈化；然后采用釜式重沸器加熱至260～300℃后輸入第一減壓蒸餾塔內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：步驟(3)中，所述空氣氧化的具體過程為：先將氧化反應(yīng)器加熱至150℃，然后將步驟(2)反應(yīng)后所得物料從氧化反應(yīng)器頂部輸入，空氣經(jīng)由反應(yīng)器底部的分配器以0.01-0.03m3/min的流速進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)溫度升至180℃時停止通入空氣；然后向反應(yīng)器內(nèi)通入氮?dú)猓獨(dú)饬魉?.3-0.6m3/min，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)溫度降至150℃時停止通入氮?dú)猓俅瓮ㄈ肟諝夂髮⑺梦锪陷斎氲诙p壓蒸餾塔。

6.一種利用權(quán)利要求1-5任一所述方法制備的碳纖維可紡瀝青，其特征在于：該碳纖維可紡瀝青中喹啉不溶物含量小于0.5wt.％，軟化點為245-285℃，結(jié)焦值73-89％。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維可紡瀝青的應(yīng)用，其特征在于：所述碳纖維可紡瀝青應(yīng)用于制備碳纖維或鋰電負(fù)極包覆碳材料。