[发明专利]丙烯酸系纤维整理剂、碳纤维制备用丙烯酸系纤维及碳纤维制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维制备用丙烯酸系纤维整理剂，所述整理剂基本上包含：

环氧-聚醚-改性的硅氧烷，和

表面活性剂，

其中，在所述整理剂的全部非挥发性组分中，所述环氧-聚醚-改性的硅氧烷的重量比在1至95重量％的范围内，并且所述表面活性剂的重量比在5至50重量％的范围内。

2.根据权利要求1所述的碳纤维制备用丙烯酸系纤维整理剂，

其中所述环氧-聚醚-改性的硅氧烷是由同时含有(聚)氧化烯基和环氧基的取代基改性的改性二甲基聚硅氧烷，或者是由含有环氧基的取代基和含有(聚)氧化烯基的取代基改性的二甲基聚硅氧烷。

3.根据权利要求1或2所述的碳纤维制备用丙烯酸系纤维整理剂，

其中所述环氧-聚醚-改性的硅氧烷是选自由下面所示的化学式(1)表示的化合物和由下面所示的化学式(2)表示的化合物中的至少一种化合物：

[化学式1]

[化学式2]

其中式(1)和(2)中的每一个符号均独立地表示如下含义：

Ep：由下面所示的化学式(3)或(4)表示的环氧基

A：C₂-C₄亚烷基，其中(AO)r中的每个“A”可以相同或不同

Ra：C₁-C₆亚烷基

Rb：由-R¹OR²-(其中R¹和R²表示C₁-C₆亚烷基，它们可以相同或不同)表示的C₁-C₆亚烷基或烷氧基亚烷基

Rc：氢原子或C₁-C₁₀烷基

r：1至50范围内的整数

p：1至10,000范围内的整数

q：1至100范围内的整数

s：1至100范围内的整数

t：1至100范围内的整数

B，D：C₁-C₃烷基、C₁-C₃烷氧基、羟基或-Ra-(AO)_r-Rb-Ep，其中B和D可以相同或不同

F，G：C₁-C₃烷基、C₁-C₃烷氧基、羟基、-Rb-Ep或-Ra-(AO)_r-R_c，其中F和G可以相同或不同

[化学式3]

[化学式4]

4.根据权利要求2或3所述的碳纤维制备用丙烯酸系纤维整理剂，

其中所述环氧-聚醚-改性的硅氧烷中包含的环氧基是缩水甘油基环氧基。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的碳纤维制备用丙烯酸系纤维整理剂，所述整理剂还包含氨基改性的硅氧烷，其中在所述整理剂的全部非挥发性组分中，所述环氧-聚醚-改性的硅氧烷和所述氨基改性的硅氧烷的总重量比在30至95重量％的范围内，并且所述环氧-聚醚-改性的硅氧烷和所述氨基改性的硅氧烷之间的重量比在5∶95至90∶10的范围内。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的碳纤维制备用丙烯酸系纤维整理剂，所述整理剂被分散在水中以形成乳液。

7.一种碳纤维制备用丙烯酸系纤维，所述碳纤维制备用丙烯酸系纤维是通过以下方法制备的：将根据权利要求1至6中任一项所述的碳纤维制备用丙烯酸系纤维整理剂施用于丙烯酸系纤维，所述丙烯酸系纤维是用于碳纤维制备用丙烯酸系纤维的基本材料。

8.一种制备碳纤维的方法，所述方法包括：

纤维制备过程，即，通过将根据权利要求1至6中任一项所述的碳纤维制备用丙烯酸系纤维整理剂施用于丙烯酸系纤维以制备碳纤维制备用丙烯酸系纤维，所述丙烯酸系纤维是用于碳纤维制备用丙烯酸系纤维的基本材料；

氧化稳定化过程，即，将在所述纤维制备过程中制备的碳纤维制备用丙烯酸系纤维在氧化气氛中于200至300℃转化为氧化纤维；和

碳化过程，即，将所述氧化纤维在惰性气氛中于300至2,000℃碳化。