[发明专利]复合沥青基碳晶材料制备方法及由该材料制备碳晶板材

权利要求书

1.一种聚氨酯复合沥青基碳纤维碳晶材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下制备步骤：

1)将沥青在惰性气体保护下升温后恒温搅拌，结束后冷却至室温，制得混合沥青原料；

2)将混合沥青原料放入熔融纺丝机喷丝料桶中，装入沥青碳纤维成型装置，在保护气下升温至熔融纺丝温度，在喷丝口处开始喷丝；

3)把原丝放在载样台上，放入高温炉中，设置升温程序，通入空气，氧化处理，结束后冷却，即得氧化纤维；

4)把经过步骤3)交联处理过的氧化纤维放在载样台上，放入高温炉内升温，通入惰性气体保护，开始碳化处理，结束后冷却，得到沥青基碳纤维；

5）准确称量4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、预先脱水的聚己二酸乙二醇丙二醇酯多元醇(ODX-218，Mn=2000)和沥青基碳纤维加入装有温度计、搅拌器的烧瓶中，在N₂气氛保护下，80～85℃下反应2h，制得预聚体;采用二正丁胺法分析游离NCO基团含量，按照扩链系数0.95加入扩链剂1，4-丁二醇(BDO)，110℃下硫化2h，100℃下老化24h，即得聚氨酯复合沥青基碳纤维材料样片；

6）用大功率电子球磨机进行深度加工，反复多次，直至产生均匀的直径在1～2μ的聚氨酯复合的沥青基碳晶粉。

2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯复合沥青基碳晶材料及其制备方法，其特征在于：沥青为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种聚氨酯复合沥青基碳纤维的制备方法，其特征在于：氮气保护下机械搅拌的温度为350～400℃，搅拌时间为0.5～2h。

4.如权利要求1所述的一种聚氨酯复合沥青基碳纤维的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，设置升温的程序以3℃/min，从室温升至340℃，再以2℃/min升至纺丝温度。

5.如权利要求1所述的一种聚氨酯复合沥青基碳纤维的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，沥青基纤维成型装置在喷丝口处得原丝后缠绕在卷丝筒上，调节卷丝筒的转速，转速为200～900m/min，使得纤维均匀缠绕，通过调节挤压速度也可控制纤维的直径，挤压速度为1.9×10^-7～3.8×10^-7m³/min。

6.如权利要求1所述的一种聚氨酯复合沥青基碳纤维的制备方法，其特征在于：在步骤4)中，升温的程序以40℃/min从室温升到1800℃，保温20min。