[發明專利]一種碳纖維的預處理工藝

有效

• 申請號: 202110886322.0
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113638223B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 張麗;馬曉飛;張志成
• 申請（專利權）人: 安徽省吉祥紡織工程先進技術研究院
• 主分類號: D06M11/83
• 分類號: D06M11/83;D06M11/55;D06M11/20;D06M11/13;D06M11/28;D06M13/342;C25D5/54;C25D5/00;D06M101/40
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 管秋香

本發明公開了一種碳纖維的預處理工藝，涉及碳纖維材料技術領域，本發明通過對活化工序進行改進以減少氯化鈀的用量，降低貴金屬鈀的成本，減輕廢液的環境污染性；同時提高碳纖維表面鈀單質的負載量，在碳纖維表面形成附著力強、催化活性高的催化中心，從而有利于后續電鍍工作的進行；并且可以不需化學鍍而直接電鍍，減少工序，降低加工成本。

技術領域：

本發明涉及碳纖維材料技術領域，具體涉及一種碳纖維的預處理工藝。

背景技術：

碳纖維具有強度大、質量輕、抗高溫、耐腐蝕、電熱轉化率高的優良特性，又兼備紡織纖維的柔軟及可加工性，碳纖維及其織物已成為國民經濟和國防建設不可或缺的戰略性新材料。我國碳纖維織物的消費量與日俱增，市場需求旺盛，隨著下游需求日益增長，碳纖維行業產能將持續擴大。碳纖維具有優異的導電性和導熱性，且介電損耗強、阻抗可調，是制備高性能電致發熱織物和電磁屏蔽織物的理想原料，在民用和軍事領域均擁有廣泛的用途。

然而，碳纖維的電阻溫度系數較低，難以實現溫度的自適應調節；同時碳纖維的電磁反射率高，容易造成環境的二次電磁輻射傷害，另外磁導率低，吸收頻帶窄。進一步解決碳纖維的本體結構缺陷，提升電致發熱和電磁屏蔽織物的整體性能，對促進我國電致發熱和電磁屏蔽領域的產品升級、技術進步及行業結構調整起到關鍵作用。

發明人采用電鍍法在碳纖維表面鍍覆正溫度系數(PTC)金屬材料進行功能改性，但是未經脫膠處理的碳纖維織物在鍍覆金屬膜時，易出現“夾心”現象，難以形成金屬PTC材料和碳纖維織物的有效復合，從而影響碳纖維基紡織品的綜合性能。并且，碳纖維具有表面粗糙度低、不具有催化活性、無法形成均勻催化結晶中心等問題，造成其在鍍覆金屬顆粒過程中負載不牢固、均勻性差等缺陷。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種碳纖維的預處理工藝，通過預處理來改變碳纖維的表面微觀結構和催化活性，以便通過電鍍法在碳纖維表面鍍覆正溫度系數的金屬材料，并且提高金屬鍍層與碳纖維之間的結合力，保證金屬鍍層的均勻性。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

一種碳纖維的預處理工藝，包括以下步驟：

(1)除膠：使用丙酮浸泡碳纖維織物以去除表面漿料，取出后用去離子水清洗，干燥，高溫煅燒，得到表面形貌光滑的碳纖維織物；

(2)粗化：將除膠后的碳纖維織物浸入到濃硫酸中進行粗化處理，取出后用去離子水清洗，干燥；

(3)敏化：將粗化處理后的碳纖維織物浸入到包含氯化亞錫和鹽酸的敏化液中進行敏化處理，取出后用去離子水清洗，干燥；

(4)活化：將敏化處理后的碳纖維織物浸入到包含氯化鈀、N-羥甲基甘氨酸鈉和鹽酸的活化液中進行活化處理，取出后用去離子水清洗，干燥，以備電鍍處理。

所述除膠處理的時間為24-48h。

所述高溫煅燒的溫度為400-500℃，時間為10-30min。通過高溫煅燒來除去殘留在碳纖維表面的有機物，優化除膠效果。

所述濃硫酸的濃度為1-2mol/L。

所述粗化處理的時間為1-2h。

所述敏化液中氯化亞錫的濃度為5-20g/L，鹽酸的濃度為20-40g/L。

所述敏化處理的時間為10-30min。

所述活化液中氯化鈀的濃度為0.2-1g/L，N-羥甲基甘氨酸鈉的濃度為1-5g/L，鹽酸的濃度為10-30g/L。

所述活化處理的時間為10-30min。