[发明专利]一种碳纤维纸的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种由碳纤维和纸浆纤维复合的膜。

背景技术

近年来，碳纤维的应用日益广泛，其中也有大量的应用于纸的生产中。专利号为201010137893.6的名为“一种碳纤维纸及其制备方法”的中国发明专利，本发明涉及一种碳纤维纸及其制备方法，特别是涉及一种低成本、具有高结构稳定性、可用于质子交换膜燃料电池气体扩散层的碳纤维纸及其制备方法。本发明的一种碳纤维纸，包括PAN基石墨纤维和树脂炭，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％。本发明的一种碳纤维纸的制备方法，包括活化、短切、湿法造纸成型、喷涂树脂、烘干后热压和热处理等几个步骤。

此发明属于湿法造纸法生产碳纤维纸，此方式造纸产量高，技术成熟，但同时存在能耗高、污染高、设备投入和维护费用高、工艺控制难等传统缺点。

发明内容

本发明旨在提供一种制备简单，投入少，成本低，耗能少，污染少，工艺控制简易的碳纤维纸的制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种碳纤维纸的制造方法，碳纤维的含量为1％～50％，其制备包括如下步骤：

①：分别称取纸浆纤维与碳纤维，纸浆纤维与碳纤维的重量比为99∶1-1∶1；

②：按纸浆纤维与碳纤维的总重量∶水重量＝1∶1000-1∶40000的重量比将上述两种纤维用水稀释，搅拌均匀，制得浆液C；

③：在容器1的底部固定好接收网2，并在接收网2的下面安装好导流板4及在容器3的底部安装排泄阀5；

④：将容器1置于容器3内，在容器3内加入水使水位超过接收网2的高度，然后再把制好的浆液C倒进容器1中，搅拌均匀；

⑤：垂直移动容器1或容器3，浆液C从容器1中完全流入到容器3内；或打开排泄阀5，让浆液C从容器1内流经接收网2，进入容器3，同时在接收网2上形成一层均匀的碳纤维纸浆纤维膜；

⑥绝大部分的纤维被接收网2拦截，剩下的液体完全进入到容器3内，成为液体D，从排泄阀5排出后可作为稀释液循环使用；

⑦：把上述碳纤维纸浆纤维膜从接收网2上取下，采用加热和/或真空脱水的方式进行预处理，然后用滚轮或平面的方式把膜压紧。

⑧：干燥脱水成型，从而得到碳纤维纸。

上述的纸浆纤维为化学纸浆、机械纸浆或化学机械纸浆中任一种或几种；纸浆纤维的直径为4μm～40μm，长度为0.1～20mm。

上述的碳纤维由聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维中任一种经碳化制得；碳纤维的直径为4μm～40μm，长度为2～20mm。

上述①-②步骤可以为：

A、先把将纸浆纤维∶水＝1∶10～1∶1000的重量百分比用水稀释，制得浆液A；

B、然后将碳纤维∶水＝1∶1000～1∶40000的重量百分比用水稀释，制得浆液B；

C、再将A和B液按照纸浆纤维与碳纤维重量百分比99∶1～1∶1进行混合并搅拌均匀，制得浆液C。

上述①-②步骤还可以为：

Ⅰ：先将碳纤维∶水＝1∶1000～1∶40000的重量百分比用水稀释，制得浆液B；

Ⅱ：然后按照纸浆纤维与碳纤维重量百分比99∶1-1∶1所对应的纸浆纤维加入浆液B中搅拌均匀，制得浆液C。

所述的干燥脱水是用不同温度加热干燥固化、辅以真空干燥固化或常温干燥固化中任一种方式干燥脱水。

所述的接收网2为铜网、不锈钢网、电镀网、尼龙网、PET网中任一种网，目数为40-200目

所述的导流板4是铝蜂窝板、铜蜂窝板、电镀网、不锈钢蜂窝板、聚酯蜂窝板、陶瓷蜂窝板、高强度的金属网或塑料网中任一种。

所述的排泄阀5是单个或两个以上。

本专利的有益效果是：

1、采用碳纤维和纸浆纤维，其材料成本低。

2、制备过程所需设备投入少，能耗低。

3、整个过程几乎不使用化学添加剂，其污染特别少。

4、水可以不经过特别处理，而循环使用，浪费特别少，且水的需求量少。

5、整个过程便于控制碳纤维以及纸浆纤维的含量和比例，且可以在生产过程中随时进行调整，工艺流程短，控制成本低。

6、碳纤维整体分散均匀，可以便于加工成不同温度要求的面状发热体。且碳纤维发热具有远红外作用，还可以用于理疗等场所。以及用于防静电和催化净化等领域，应用范围广。

附图说明

图1为容器1的剖视结构示意图。