[发明专利]一种能够消除静电的碳纤维生产工艺

权利要求书

1.一种能够消除静电的碳纤维生产工艺，其特征在于：所述生产工艺包含以下步骤：

（1）将聚合反应得到的原料聚合物进行湿法纺丝得到原丝；所述原料聚合物由1~2%wt衣康酸、0.1~5%wt苯乙烯磺酸，余量为丙烯腈作为共聚单体进行聚合得到；

（2）将季铵盐溶于水，配置成质量浓度0.1~1%wt的溶液，均匀涂布至原丝上；所述季铵盐为烷基链为短链或烷基链中含有醇醚或醚酯结构的单季铵盐、双季铵盐、多季铵盐或超支化季铵盐中的一种或多种组合；

（3）初干燥，将步骤（2）得到的原丝经干燥设备内干燥，消除原丝表面及内部含有的水分；

（4）预氧化，将干燥后的原丝送入预氧化炉中进行预氧化，对原丝两端牵引保持涨紧状态，牵伸率为2~10%，最终形成预氧丝；

（5）低温炭化，将预氧丝在惰性气体或真空状态中于400~600℃下恒温热处理，过程中对原丝两端施加牵伸力保持涨紧状态；

（6）高温炭化，将经低温炭化的预氧丝在惰性气体或真空状态中热处理，过程中对原丝两端施加牵伸力保持涨紧状态；

（7）表面处理，将炭化丝进行表面处理，表面处理后水洗清洁，而后再烘干；

（8）上浆，采用浸渍法使每根碳纤维单丝均匀上浆；

（9）收丝，将干燥后的碳纤维收集收卷。

2.根据权利要求1所述的碳纤维生产工艺，其特征在于，所述步骤（2）中季铵盐水溶液的涂布方法为将原丝放入溶液中浸泡或将季铵盐水溶液雾化后喷雾。

3.根据权利要求1所述的碳纤维生产工艺，其特征在于，所述步骤（3）中初干燥采用卧式干燥炉，干燥温度为80~100℃，干燥温度为25~30 min。

4.根据权利要求1所述的碳纤维生产工艺，其特征在于，所述步骤（4）中预氧化炉连续设置有3个，且3个预氧化炉的温度区间依次分别为180~230 ℃、220~260 ℃、255~265 ℃，经预氧化的原丝由线性分子链转化为梯形结构。

5.根据权利要求1所述的碳纤维生产工艺，其特征在于：所述步骤（6）中高温碳化中碳化炉内设6个温度区间，分别为1000~1100℃、1050~1200℃、1150~1300℃、1250~1400℃、1350~1500℃和1450~1600℃，经过炭化后，预氧丝内部形成乱层石墨结构，并脱出小分子。

6.根据权利要求4所述的碳纤维生产工艺，其特征在于：所述3个预氧化炉之间相互连通，且3个预氧化炉内的预氧化时间分别为15~20min、20~30min和25~40min，共65~90 min。

7.根据权利要求5所述的碳纤维生产工艺，其特征在于：所述6个碳化炉之间连续设置，且相互连通，并且6个碳化炉内的碳化时间分别为3~5min、4~5 min、4~5 min、4~5 min、5~7min和5~8 min，共25~35 min。

8.根据权利要求1~7任一项所述的碳纤维生产工艺，其特征在于：所述步骤（7）中表面处理将干燥清洁炭化丝置于碳酸氢铵中性电解质中，采用5~15 V的电压、20~30 A的电流，用脉冲通电的方法进行表面处理。