[发明专利]一种B-Si掺杂沥青基炭纤维及其制备方法

摘要

本发明涉及一种B‑Si掺杂沥青基炭纤维及其制备方法。其技术方案是：按含硼有机前驱体∶含硅有机前驱体∶沥青的质量比为1∶（1~5）∶（14~18）配料，再将混合后得到的沥青混合物溶于有机溶剂中，搅拌，反应釜中于惰性气氛和搅拌条件下升温至200~400°C，保温，自然冷却；然后置于熔融纺丝装置的熔筒中，在惰性气氛和280~380°C条件下保温，再于260~360°C和0.2~0.8MPa条件下纺丝，置于预氧化炉中在180~280°C条件下保温；最后在炭化炉中于惰性气氛下升温至500~1600°C，保温1~2h，制得B‑Si掺杂沥青基炭纤维。本发明具有工艺简单、成本低、无需特殊设备和易于工业化生产的特点，所制备的B‑Si掺杂沥青基炭纤维耐高温和抗氧化性能好。

主权项

1.一种B‑Si掺杂沥青基炭纤维的制备方法，其特征在于所述制备方法的具体步骤是：步骤一、按含硼有机前驱体∶含硅有机前驱体∶沥青的质量比为1∶（1~5）∶（14~18），将所述含硼有机前驱体、所述含硅有机前驱体和所述沥青混合，得到沥青混合物；所述含硼有机前驱体的B含量为0.5~5wt%，含硼有机前驱体为聚硼氮烷和聚硼硅氮烷中的一种；所述含硅有机前驱体的Si含量为10~40wt%，含硅有机前驱体为聚碳硅烷、聚二甲基硅烷和聚硼硅氮烷中的一种；步骤二、按所述沥青混合物∶有机溶剂的质量比为1∶（1~3），将所述沥青混合物溶于有机溶剂中，搅拌2~3h，得到沥青有机溶剂混合液；步骤三、将所述沥青有机溶剂混合液移至反应釜中，在惰性气氛和搅拌条件下，以2~10°C/min的速率升温至200~400°C，保温2~6h；然后停止搅拌，在惰性气氛条件下自然冷却，得到B‑Si掺杂沥青；步骤四、将所述B‑Si掺杂沥青置于熔融纺丝装置的熔筒中，在惰性气氛和280~380°C条件下保温1~3h，再于260~360°C和0.2~0.8MPa条件下以70~300m/min速度纺丝，得到B‑Si掺杂沥青基炭纤维原丝；步骤五、将所述B‑Si掺杂沥青基炭纤维原丝置于预氧化炉中，在空气气氛下，以1~10°C/min速率升温至180~280°C，保温12~48h，得到预氧化纤维；步骤六、将所述预氧化纤维置于炭化炉中，在惰性气氛下，以2~10°C/min的速率升温至500~1600°C，保温1~2h，制得B‑Si掺杂沥青基炭纤维。