[发明专利]一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法

权利要求书

1.一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法，其特征在于，依次包括木质素提纯、碳纤维原丝形成、稳定化处理以及高温碳化处理，所述木质素提纯后通过加入偶联剂、增塑剂进行配料处理再进行碳纤维原丝形成处理；或者木质素提纯后直接进行碳纤维原丝形成处理，然后通过偶联剂浸泡处理或紫外光照射处理再进行稳定化处理。

2.根据权利要求1所述的一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法，其特征在于，所述配料处理中木质素与增塑剂质量比范围为(1:1)～(20:1)，木质素与偶联剂质量比范围为(100：1)～(10：1)。

3.根据权利要求1所述的一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法，其特征在于，所述增塑剂为沸点＞100℃的有机溶剂，优选为甲苯、二甲苯、NMP、PEG、PPG、DMSO、DMF中的一种或几种结合。

4.根据权利要求1所述的一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法，其特征在于，所述偶联剂为含碳原子数＜6个的低分子量有机胺化合物、含碳原子数＜6个的低分子量亚胺化合物或者它们的任意比例条件下的的混合物，聚合物，共聚物。

5.根据权利要求1所述的一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法，其特征在于，所述偶联剂浸泡处理过程如下：将偶联剂溶于水中得到质量分数为0.1～10％的溶液，调节使溶液pH值为1～5；将碳纤维原丝在溶液中浸泡5～60min后取出烘干得到预处理碳纤维。

6.根据权利要求1所述的一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法，其特征在于，所述紫外光照射处理处理过程如下：将碳纤维原丝置于紫外灯下进行连续照射处理或分批次照射处理，紫外灯的功率为1～20KW，照射时间总计为5～120min。

7.根据权利要求1所述的一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法，其特征在于，所述木质素为包括由软木、硬木、草本植物中的一种或几种制备得到的低硫含量木质素。

8.根据权利要求1所述的一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法，其特征在于，所述碳纤维原丝通过拉丝处理形成，拉丝温度为80～150℃，拉丝方法为熔融拉丝、熔融离心甩丝、熔融喷丝中的一种。

9.根据权利要求1所述的一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法，其特征在于，所述碳纤维原丝通过拉丝处理形成，拉丝温度为80～250℃，拉丝方法为熔融拉丝、熔融离心甩丝、熔融喷丝中的一种。

10.根据权利要求1所述的一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法，其特征在于，所述木质素提纯处理过程如下：将木质素和有机溶剂按质量比(1:4)～(1:20)的比例添加入搅拌锅中，搅拌均匀后过滤取滤液，继续加入搅拌锅中搅拌，使有机溶剂蒸发得到提纯的木质素，提纯处理全程在低于80℃的温度室内完成。

11.根据权利要求10所述的一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法，其特征在于，所述有机溶剂为含碳原子数＜8个的有机溶剂，包括烷烃溶剂、芳香环烃溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂或DMF、DMSO、NMP中的一种或几种结合。

12.根据权利要求1～11任一所述的一种利用木质素制备低成本碳纤维的方法，其特征在于，所述稳定化处理采用加热氧化的方法，其处理温度为250～350℃，处理时间为1.2～6h。