[发明专利]一种中间相沥青基碳纤维及其制备方法

摘要

本发明公开了一种中间相沥青基碳纤维及其制备方法，所述方法通过中间相沥青聚合，改性与减粘，离心纺丝，热喷吹牵伸，氧化、炭化和石墨化，获得所述中间相沥青基碳纤维。本发明制得的中间相沥青基碳纤维直径为120-2000nm、长径比为500-20000:1、抗拉强度为1.5-4.0GPa、抗拉模量为300-600GPa、电阻率<0.2×10^-4Ω·cm、热导率为500-800W/m·k，该中间相沥青基碳纤维制作成本低廉，可广泛应用于防静电、散热、电磁屏蔽、热屏蔽等领域。

主权项

一种中间相沥青基碳纤维制备方法，其特征在于，包括：步骤S1，中间相沥青聚合：将煤沥青、石油沥青或芳烃合成沥青与碳九馏分、聚苯乙烯、四氢萘或软化点<60℃的乙烯焦油沥青混合加热聚合，经惰性气体吹扫处理或真空气氛下闪蒸，获得中间相含量>70％，软化点>220℃的中间相沥青；步骤S2，改性和减粘：将所述中间相沥青放入螺杆挤出机，充分挤压并加热至熔融状态，加入沥青减粘剂,充分混合后得到混合物料，将所述混合物料放入剪切混合器，在惰性气氛下进行超声剪切处理，获得软化点160‑240℃，粘度(320℃、600s^‑1)<10000cp的减粘纺丝原料；步骤S3，离心纺丝：将所述减粘纺丝原料放入离心纺丝设备进行离心纺丝处理，获得沥青纤维；步骤S4，热气流喷吹：将所述沥青纤维放入热气流中进行热气流喷吹处理，获得直径为2‑10μm，长径比1000‑50000:1的沥青纤维；步骤S5，氧化、炭化和石墨化：将所述二次牵伸沥青纤维依次经过氧化、炭化和石墨化处理，获得所述中间相沥青基碳纤维。