[发明专利]一种酚醛树脂改良的木质素碳纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种酚醛树脂改良的木质素碳纤维，其特征在于，以木质素、酚醛树脂、增塑剂和偶联剂为原料混合制成，其中木质素占总质量百分比的70-85％，酚醛树脂占总质量百分比的1-10％，增塑剂占总质量百分比的10-15％，偶联剂为木质素、酚醛树脂和增塑剂三者质量百分比之和的2-5％。

2.如权利要求1所述的酚醛树脂改良的木质素碳纤维，其特征在于，所述木质素为软木木质素和草本植物木质素中的至少一种，其纯度大于99.5％。

3.如权利要求2所述的酚醛树脂改良的木质素碳纤维，其特征在于，所述酚醛树脂为低分子量液体酚醛树脂，优选为novolac树脂。

4.如权利要求3所述的酚醛树脂改良的木质素碳纤维，其特征在于，所述增塑剂为高沸点有机溶剂或高沸点高分子溶剂，优选为DMSO、DMF、PEG和PPO中的一种。

5.如权利要求4所述的酚醛树脂改良的木质素碳纤维，其特征在于，所述偶联剂为六次甲基四胺。

6.一种制备权利要求1-5任一项所述的酚醛树脂改良的木质素碳纤维的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、将木质素和酚醛树脂按比例混合，再将增塑剂和偶联剂加入混合溶液中并逐步升高温度，在低于拉丝温度10℃左右的温度下充分搅拌，其中拉丝温度为90-110℃；

S2、在步骤S1中的拉丝温度下将充分搅拌后的混合物进行拉丝处理，得到酚醛塑酯改良后的木质素纤维原丝；

S3、将所得到酚醛塑酯改良后的木质素纤维原丝进行预氧化和碳化，冷却至室温后即可得到酚醛树脂改良的木质素碳纤维。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中的搅拌速度为20-30r/min。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中通过熔融拉丝、离心拉丝和熔喷拉丝中的一种对充分搅拌后的混合物进行拉丝处理。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中预氧化的条件为：升温速率0.5-5℃/min，升温至200-300℃，保温0.5-1h。