[发明专利]一种碳纤维纸及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维纸，包括PAN基石墨纤维和树脂炭，其特征是：该碳纤维纸是由PAN基石墨纤维经树脂炭粘结形成三维网状结构，PAN基石墨纤维两两交结处均紧密搭接树脂炭，树脂炭占碳纤维纸的质量百分比为10～20％。

2.如权利要求1所述的一种碳纤维纸，其特征在于，所述的PAN基石墨纤维的表面粘附有树脂炭。

3.如权利要求1所述的一种碳纤维纸，其特征在于，所述的PAN基石墨纤维，其石墨化程度为60％～90％，直径6～9μm。

4.如权利要求1所述的一种碳纤维纸，其特征在于，所述的树脂炭是由高残炭酚醛树脂经热处理而得。

5.一种碳纤维纸的制备方法，其特征在于包括以下几个步骤：

a.对PAN基石墨纤维进行微波活化处理后短切或将短切后的PAN基石墨纤维进行微波活化处理；

b.将上一步得到的PAN基石墨短纤通过湿法造纸成型，得到原纸；

c.将高残炭酚醛树脂或芳基乙炔树脂溶于无水乙醇或丙酮溶剂中；

d.将树脂溶液喷涂于原纸的上、下表面，厚度为0.5～5μm，烘干后热压成半成品；

e.将半成品进行热处理，最后得到可用于质子交换膜燃料电池气体扩散层的碳纤维纸；所述的微波活化处理是指采用化学试剂浸泡PAN基石墨纤维，并置于微波加热装置进行处理。

6.如权利要求5所述的一种碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述的PAN基石墨纤维的石墨化程度为60％～90％，直径6～9μm。

7.如权利要求5所述的一种碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述的化学试剂为KOH或NaOH溶液，浓度为5～10wt％；所述的微波活化处理的时间为5～10分钟，微波功率为500～1000W。

8.如权利要求5所述的一种碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述的短切是将纤维切成适当的长度，活化处理后的PAN基石墨纤维经短切后的长度为5～15mm。

9.如权利要求5所述的一种碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述的高残炭酚醛树脂是双酚A型硼酚醛树脂、磷钼酚醛树脂或酚三嗪树脂；所述的高残炭酚醛树脂或芳基乙炔树脂溶于无水乙醇或丙酮溶剂的浓度为1～15wt％。

10.如权利要求5所述的一种碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述的热处理为微波碳化热处理，温度为700～1200℃，微波功率为500～1000W，热处理时间10～30min。