[发明专利]一种沥青基通用级碳纤维针刺毡及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种沥青基通用级碳纤维针刺毡的制备方法，1)制备沥青基通用级碳纤维长丝，备用；2)将1)中制备得到的沥青基通用级碳纤维长丝通过喂料罗拉将沥青基通用级碳纤维长丝喂进开松机中，制备得到一级沥青基通用级碳纤维短丝；3)将2)中制备得到的一级沥青基通用级碳纤维短丝风送至棉箱内，通过输送钉帘作用，制备得到二级沥青基通用级碳纤维短丝；4)将3)中制备得到的二级沥青基通用级碳纤维短丝送至落棉箱内，使二级沥青基通用级碳纤维短丝均匀铺设于输棉帘上，再置于成网箱中，再均匀铺设于成网帘上，在预刺机作用下，制得预刺毡；5)将4)中制得的预刺毡经过多级针刺处理，再经切边、收卷即可。本发明制得产品适用广。

技术领域

本发明属于无纺布制备技术领域，尤其涉及一种沥青基通用级碳纤维针刺毡的制备方法，及其制备得到的沥青基通用级碳纤维针刺毡，本发明还涉及沥青基通用级碳纤维针刺毡的用途。

技术背景

目前，全球复合材料的重心正从欧美发达国家转向亚洲，亚洲复合材料产量高速增长是行业发展最明显的趋势之一，世界碳纤维需求每年将以大约13％的速度增长，前景看好。进入二十一世纪，各行各业对于碳纤维的需求市场广泛，需求量巨大。

发明内容

研究发现，目前国内设备使用温度超过2000摄氏度以上的保温针刺毡，主要是由聚丙烯晴和粘胶基作原料制得的。聚丙烯晴制得的碳纤维针刺毡与沥青基通用级碳纤维针刺毡相比，隔热性能差，在光伏晶硅和半导体芯片晶硅的生产中，沥青基通用级碳纤维针刺毡所做的保温材料比聚丙烯晴制得的碳纤维针刺毡所做的保温材料节能10％。粘胶基碳纤维针刺毡具有成本高，得率低，根本不适合做2000摄氏度以上高温设备的保温材料。

本发明的目的是提供一种沥青基通用级碳纤维针刺毡的制备方法，及采用该方法制备出沥青基通用级碳纤维针刺毡。

碳纤维因具有高强度、高模量、优异的热学性能和抗氧化性能等，广泛应用于航天航空、交通运输等领域。碳纤维预制体(针刺毡)是采用无纺工艺方法将碳纤维铺设成三维结构的预先成型件，是碳/碳复合材料、碳/陶复合材料等复合材料的骨架。

具体的方案如下：

一种沥青基通用级碳纤维针刺毡的制备方法，包括以下内容：

1)原料制备

制备沥青基通用级碳纤维长丝，备用；

2)一次开松

将1)中制备得到的沥青基通用级碳纤维长丝通过喂料罗拉将沥青基通用级碳纤维长丝喂进开松机中，制备得到一级沥青基通用级碳纤维短丝；

3)二次开松

将2)中制备得到的一级沥青基通用级碳纤维短丝风送至棉箱内，通过输送钉帘作用，制备得到二级沥青基通用级碳纤维短丝；

4)预刺毡制备

将3)中制备得到的二级沥青基通用级碳纤维短丝送至落棉箱内，使二级沥青基通用级碳纤维短丝均匀铺设于输棉帘上，再置于成网箱中，再均匀铺设于成网帘上，在预刺机作用下，制得预刺毡；

5)针刺处理

将4)中制得的预刺毡经过多级针刺处理，再经切边、收卷即可。

本发明一具体实施方式中，1)原料制备中，制备所述沥青基通用级碳纤维长丝的方法，包括以下内容：

①将纺制沥青加热至280-350℃，经熔体泵加压至1-2.5Mpa，通过喷丝模头制得沥青原丝；

②将沥青原丝经过预氧化炉，在150-450℃温度下氧化处理，得到预氧化丝；

③将预氧化丝送入炭化炉，在氮气氛围下，900℃以上温度下将预氧化丝制成沥青基通用级碳纤维原丝。