[发明专利]一种航空级预浸料用碳纤维的制备方法

权利要求书

1.一种航空级预浸料用碳纤维的制备方法，其特征在于，将碳纤维原丝依次进行预氧化、低温碳化、高温碳化；再进行低损伤深度表面处理后，用上浆剂进行上浆；

该碳纤维的拉伸强度≥5900MPa，拉伸模量≥295GPa，断裂伸长率控制在1.95±0.20％范围内。

2.根据权利要求1所述的航空级预浸料用碳纤维的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

a)制备碳纤维原丝，通过聚合原液经喷丝板牵伸纺丝，经过30～50℃水洗、60～80℃水牵、20～30℃上油、150～200℃烘干、0.3～0.6MPa的饱和蒸汽牵伸、120～190℃热辊干燥得到；

b)制备碳纤维，将碳纤维原丝在200～300℃下进行预氧化，牵伸倍数为0.95～1.0倍；低温碳化温度为400～800℃，牵伸倍数为0.95～1.05倍；高温碳化温度为1100～1500℃，牵伸倍数为0.95～1.0倍的条件下得到碳纤维；

c)通过低损伤深度表面处理方法，并采用强弱结合的氧化电解质提高纤维表面活性；

d)采用低环氧当量、耐高温的上浆剂进行上浆。

3.根据权利要求1或2所述的航空级预浸料用碳纤维的制备方法，其特征在于，所述的碳纤维的线密度控制在450±12g/km范围内，体密度控制在1.79±0.02g/cm³范围内。

4.根据权利要求1或2所述的航空级预浸料用碳纤维的制备方法，其特征在于，采用低损伤深度表面处理方法，表面处理电量控制在5～30C/g范围内，并采用强弱结合的多级氧化电解质提高纤维表面活性。

5.根据权利要求4所述的航空级预浸料用碳纤维的制备方法，其特征在于，多级氧化电解质分别为第一级为强电解质、第二级为弱电解质；强电解质为硫酸、磷酸或氢氧化钠；弱电解质为碳酸氢铵或碳酸铵。

6.根据权利要求2所述的航空级预浸料用碳纤维的制备方法，其特征在于，所述的碳纤维上浆剂含量控制在0.7±0.3％范围内。

7.根据权利要求6所述的航空级预浸料用碳纤维的制备方法，其特征在于，所述的碳纤维上浆剂有效成分在氮气环境中加热，从20℃以10℃/min速率升温，失重率达到5％时的热分解温度≥230℃。

8.根据权利要求1所述的航空级预浸料用碳纤维的制备方法，其特征在于，所述的碳纤维耐磨性好，起毛量≤4mg/30m。

9.根据权利要求1所述的航空级预浸料用碳纤维的制备方法，其特征在于，所述碳纤维制备的航空级预浸料复合材料拉伸强度≥2800MPa，压缩强度≥1400MPa，冲击后压缩强度≥280MPa。