[发明专利]一种沥青碳纤维的制备方法

说明书

一、技术领域：

本发明属于化工领域的一种制备方法，主要用于一种沥青碳纤维的制备。

二、背景技术：

沥青碳纤维是一种高新技术产品，广泛应用于建筑、机械填料、吸附材料等领域。目前沥青碳纤维制造工艺复杂、原材料浪费率高，产品收率低，与国外同类产品相比竞争力差，无法满足市场对该产品的需求。

三、发明内容：

本发明提供一种工艺简单、原材料利用率高的沥青碳纤维制备方法，制造出高收率、性能优良的沥青碳纤维，为建筑、机械填料、吸附材料等行业提供原料，以增强其市场竞争力，减少国外同类产品的进口，满足市场需求。

该制备方法主要是在缩聚工艺中添加合成剂大量合成软化点适宜(230-240℃)、可纺性极佳的各向同性沥青，该各向同性沥青经纺丝机纺丝，300℃不熔化，700℃低温炭化，2800℃高温石墨化制得通用级沥青碳纤维(GPCF，其拉伸强度0.8-1.2GPa，模量40-50kg.f/mm²)，为进一步提高沥青碳纤维的使用性能，采用复合材料对沥青碳纤维表面改性并进行电化学处理，生产出适宜做增强填料、建筑材料、吸附材料的沥青碳纤维。

所述在缩聚工艺中添加的合成剂是六氯环氧膦腈、三羟基二苯砜和三乙胺。

所述在缩聚工艺中添加的合成剂六氯环氧膦腈、三羟基二苯砜和三乙胺的配比为5∶5∶4。

所述合成剂与物料配比为1∶50。

所述复合材料为C/SiO₂、CuC₂O₄、SnO₂的一种或几种。

所述复合材料与物料配比为1∶100。

本方法的主要有益效果是：由于在缩聚工艺中添加的合成剂-六氯环氧膦腈、三羟基二苯砜和三乙胺，大量合成软化点适宜(230-240℃)、可纺性极佳的各向同性沥青。

由于采用添加复合材料-C/SiO₂、CuC₂O₄、SnO₂的一种或几种，对沥青碳纤维表面改性并进行电化学处理，进一步提高沥青碳纤维的使用性能。

四、实施方式：

该制备方法具体如下：采用合乎要求的石油沥青经过加热抽滤，除去杂质，得到合乎要求的原料，按与沥青1∶50的比例加入合成剂，按3-5℃/min升温至320℃，恒温3.5小时，得到软化点适宜(230-240℃)、可纺性极佳的各向同性沥青，该各向同性沥青经纺丝机纺丝，得到沥青纤维，各向同性沥青纤维置入烘箱中，按升温速率3-5℃/min升温，至300℃时恒温2小时，将各向同性沥青纤维进行不熔化处理，不熔化处理之后，将各向同性沥青纤维置入炭化炉中，在真空状态下按升温速率10-15℃/min升温至700℃，恒温2小时完成炭化，所得物料在闭密状态下，按升温速率10-15℃/min升温至2800℃，恒温3小时后制得通用级沥青碳纤维，之后，采用复合材料对通用级沥青碳纤维进行表面改性并进行电化学处理，生产出适宜做增强填料、建筑材料、吸附材料的沥青碳纤维，成品经检测后真空包装入库。

本发明一种沥青碳纤维的制备方法主要工艺条件，见表一