[发明专利]一种B-Si掺杂沥青基炭纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种B-Si掺杂沥青基炭纤维的制备方法，其特征在于所述制备方法的具体步骤是：

步骤一、按含硼有机前驱体∶含硅有机前驱体∶沥青的质量比为1∶(1～5)∶(14～18)，将所述含硼有机前驱体、所述含硅有机前驱体和所述沥青混合，得到沥青混合物；

所述含硼有机前驱体的B含量为0.5～5wt％，含硼有机前驱体为聚硼氮烷和聚硼硅氮烷中的一种；所述含硅有机前驱体的Si含量为10～40wt％，含硅有机前驱体为聚碳硅烷、聚二甲基硅烷和聚硼硅氮烷中的一种；

步骤二、按所述沥青混合物∶有机溶剂的质量比为1∶(1～3)，将所述沥青混合物溶于有机溶剂中，搅拌2～3h，得到沥青有机溶剂混合液；

步骤三、将所述沥青有机溶剂混合液移至反应釜中，在惰性气氛和搅拌条件下，以2～10℃/min的速率升温至200～400℃，保温2～6h；然后停止搅拌，在惰性气氛条件下自然冷却，得到B-Si掺杂沥青；

步骤四、将所述B-Si掺杂沥青置于熔融纺丝装置的熔筒中，在惰性气氛和280～380℃条件下保温1～3h，再于260～360℃和0.2～0.8MPa条件下以70～300m/min速度纺丝，得到B-Si掺杂沥青基炭纤维原丝；

步骤五、将所述B-Si掺杂沥青基炭纤维原丝置于预氧化炉中，在空气气氛下，以1～10℃/min速率升温至180～280℃，保温12～48h，得到预氧化纤维；

步骤六、将所述预氧化纤维置于炭化炉中，在惰性气氛下，以2～10℃/min的速率升温至500～1600℃，保温1～2h，制得B-Si掺杂沥青基炭纤维；

所述搅拌的转速为200～500r/min；

所述沥青为石油沥青或为煤沥青；

所述惰性气氛为氩气或为氮气，惰性气氛的纯度≥99.999vol％。

2.根据权利要求1所述的B-Si掺杂沥青基炭纤维的制备方法，其特征在于所述有机溶剂为甲苯或为二甲苯。

3.一种B-Si掺杂沥青基炭纤维，其特征在于所述B-Si掺杂沥青基炭纤维是根据权利要求1～2项中任一项所述B-Si掺杂沥青基炭纤维的制备方法所制备的B-Si掺杂沥青基炭纤维。