[发明专利]一种低密度碳纤维硬质保温毡的制备方法

权利要求书

1.一种低密度碳纤维硬质保温毡的制备方法，包括以下步骤：

将碳纤维原丝切割成短切丝；

采用电化学处理法对碳纤维短切丝进行表面改性，得到改性碳纤维；

将所述改性碳纤维梳理成网胎并针刺成软毡；

将所述软毡喷洒树脂胶混合溶液，然后热压固化，得到毛坯；

将所述毛坯进行碳化、高温纯化，机加工，得到硬质保温毡；

所述电化学处理法所用电解液包含尿素衍生物；

所述尿素衍生物由6-（4-甲氧基苯基）-3-吡啶羧酸改性尿素；

所述尿素衍生物的制备方法为：

将6-（4-甲氧基苯基）-3-吡啶羧酸溶于氯化亚砜中，加热反应1~3h，蒸馏除去氯化亚砜，然后加入尿素与甲苯，继续进行加热搅拌反应1.5~2.5h，蒸馏除去甲苯，再加入大量饱和碳酸氢钠溶液，在室温下搅拌反应4~6h，用乙酸乙酯萃取3~5次，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析，得到尿素衍生物；

所述电化学处理法所用电解液的成分，按重量份计，尿素衍生物为0.5~1份、乙二醇为150~220份、磷酸二氢铵为2~5份、水为6~12份。

2.根据权利要求1所述的一种低密度碳纤维硬质保温毡的制备方法，其特征是：所述碳纤维原丝的拉伸强度≥3800MPa。

3.根据权利要求1所述的一种低密度碳纤维硬质保温毡的制备方法，其特征是：所述碳纤维短切丝的平均长度为3~10cm。

4.根据权利要求1所述的一种低密度碳纤维硬质保温毡的制备方法，其特征是：所述软毡的面密度为50~120g/m²。

5.根据权利要求1所述的一种低密度碳纤维硬质保温毡的制备方法，其特征是：所述电解液还包括甘油、乙二醇、草酸、碳酸铵、磷酸铵、磷酸二氢铵中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种低密度碳纤维硬质保温毡的制备方法，其特征是：所述树脂胶为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、氨基树脂、聚氨酯、有机硅树脂中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种低密度碳纤维硬质保温毡的制备方法，其特征是：所述热压固化温度为100~180℃，时间为30~60min，压力为≤30MPa。

8.根据权利要求1所述的一种低密度碳纤维硬质保温毡的制备方法，其特征是：所述碳化温度曲线为：以0.5~1.5℃/min的升温速率升至350~550℃，通入氮气保护，再以2.5~4.5℃/min的升温速率升至800~1000℃，保温2~4h，自然降温。

9.根据权利要求1所述的一种低密度碳纤维硬质保温毡的制备方法，其特征是：所述高温纯化温度曲线为：以1.5~2.5℃/min的升温速率升至900~1100℃，再以1~1.5℃/min的升温速率升至1650~1800℃，最后以0.75~1.5℃/min的升温速率升至2100~2200℃，保温4~6h，自然冷却。

10. 根据权利要求1所述的一种低密度碳纤维硬质保温毡的制备方法，其特征是：所述改性碳纤维的制备方法为：以碳纤维短切丝为工作电极，置于电解液中，饱和甘汞电极为参比电极，石墨电极为辅助电极，在25~60℃下对碳纤维进行循环伏安多重扫描处理，扫描速度为10~450mv/s，扫描电位为-1.5~1.6V，循环次数为20 ~60次。

11.权利要求1~10任一项所述的制备方法制得的低密度碳纤维硬质保温毡。