[发明专利]一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法

说明书

本发明公开了一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法，包括以下步骤：以石油沥青为原料，经熔融纺丝后得到沥青基碳纤维原丝；然后沥青基碳纤维原丝经预氧化后得到预氧化纤维；再将预氧化纤维放置在悬空设于炭化炉内的耐高温不锈钢网格板上，在惰性气体氛围下进行炭化得到通用级沥青基炭纤维无纺毡；其中惰性气体从预氧化纤维底部通入，从预氧化纤维上方出去。该制备方法通过底部向上的惰性气体将通用级沥青基炭纤维无纺毡中的轻组分带走，避免轻组分残留，从而防止通用级沥青基炭纤维无纺毡底部出现板结现象，减少结焦以及表面沥青小颗粒的产生，进而提高通用级沥青基炭纤维无纺毡的力学性能。

技术领域

本发明涉及沥青基炭纤维领域，尤其涉及一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法。

背景技术

通用级沥青基炭纤维无纺毡具有低密度、高电阻、不燃性、高防静电的性能，加上其抗压缩回复性优良、安全性高、施工性和持久耐震性优良，其应用领域有高温绝热材料、摩擦材料、水泥增强材料等；其主要通过各同性可纺沥青(如石油沥青等)为原料，通过熔融纺丝、预氧化、炭化处理得到；现有技术中采用炭化炉进行炭化处理，向炭化炉中通入惰性气体，将预氧化纤维放入炭化炉中炭化后，发现纤维底部出现板结现象，部分有结焦，且表面有沥青小颗粒，最终影响无纺毡的力学性能。

鉴于上述情况，亟待研发一种新的通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法，能够避免炭化过程中纤维底部出现板结现象，以及减少结焦和沥青颗粒的产生，从而提高通用级沥青基炭纤维无纺毡的力学性能。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是提供一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法，将预氧化纤维放置耐高温石墨多孔板上，然后将石墨多孔板悬空置于炭化炉中进行炭化处理，通过底部向上的惰性气体将预氧化纤维中的轻组分带走，避免轻组分在底部残留，从而防止通用级沥青基炭纤维无纺毡底部出现板结现象，减少结焦以及表面沥青小颗粒的产生，进而提高通用级沥青基炭纤维无纺毡的力学性能，使得通用级沥青基炭纤维无纺毡的拉伸强度达到600～1000MPa，拉伸模量达到30～50GPa。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种通用级沥青基炭纤维无纺毡的制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：

S1，熔融纺丝，以石油沥青为原料，经熔融纺丝后得到沥青基碳纤维原丝；

S2，预氧化，所述沥青基碳纤维原丝经预氧化后得到预氧化纤维；

S3，炭化，将所述预氧化纤维放置在悬空设于炭化炉内的石墨多孔板上，在惰性气体氛围下进行炭化得到通用级沥青基炭纤维无纺毡；所述惰性气体从所述预氧化纤维底部通入，从所述预氧化纤维上方出去。

优选地，所述步骤S3中，所述惰性气体从所述石墨多孔板上设置的多个横向进气管进入，从所述石墨多孔板上设置的多个纵向出气孔出去。

优选地，所述步骤S2中，所述预氧化过程中，所述沥青基碳纤维原丝在空气氛围下，以0.1～5℃/min的速率升温至220～300℃，保温1～6h。

优选地，所述步骤S3中，所述炭化过程中，所述预氧化纤维在炭化炉中，以1～10℃/min的速率升温至400～600℃，保温0.5～5h后，再以0.5～5℃/min的速率升温至800～1200℃，保温0.5～3h。

优选地，所述步骤S3中，所述惰性气体还从所述炭化炉的各个方向通入。

优选地，所述通用级沥青基炭纤维无纺毡的拉伸强度为600～1000MPa，拉伸模量为30～50GPa。

本发明的有益效果为：