[发明专利]一种沥青基碳纤维的制备方法

权利要求书

1.一种沥青基碳纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)混合沥青原料的制备：将各向异性沥青与各向同性沥青在惰性气体保护下升温，在熔融状态下恒温机械搅拌，搅拌结束后冷却至室温，制得混合沥青原料；

2)纺丝：将混合沥青原料放入熔融纺丝机喷丝料桶中，装入沥青碳纤维成型装置，在保护气下升温至熔融纺丝温度，然后在喷丝口处得原丝；

3)原丝的不熔化过程：把原丝放在载样台上，放入高温炉中，设置升温程序，通入空气或氧气，进行氧化处理，结束后自然冷却，即得氧化纤维；

4)氧化丝的碳化过程：把经过步骤3)交联处理过的氧化纤维放在载样台上，放入高温炉内，设置升温程序，通入惰性气体保护，开始碳化处理，结束后自然冷却，即得沥青基碳纤维。

2.如权利要求1所述的一种沥青基碳纤维的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述的各向异性沥青和各向同性沥青混合质量比为9～1∶1。

3.如权利要求2所述的一种沥青基碳纤维的制备方法，其特征在于所述各向异性沥青的中间相含量为100％，各向同性沥青的各向同性含量为100％。

4.如权利要求1所述的一种沥青基碳纤维的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述氮气保护下机械搅拌的温度为300～400℃，搅拌时间为0.1～2h。

5.如权利要求1所述的一种沥青基碳纤维的制备方法，其特征在于在步骤2)中，设置升温的程序以2℃/min，从室温升至330℃，再以1℃/min升至纺丝温度。

6.如权利要求1所述的一种沥青基碳纤维的制备方法，其特征在于在步骤2)中，沥青基纤维成型装置设有上密封盖、顶杆、喷丝板和下密封盖，在喷丝口处得原丝后缠绕在卷丝筒上，调节卷丝筒的转速，转速为200～900m/min，使得纤维均匀缠绕，通过调节挤压速度也可控制纤维的直径，挤压速度为1.9×10^-7～3.8×10^-7m³/min。

7.如权利要求1所述的一种沥青基碳纤维的制备方法，其特征在于在步骤3)中，氧化交联的程序为：把原丝放在铁丝网上，放入高温炉中，设置升温至140～350℃，保温1～5h，冷却后取出，放入高温炉中后通入空气，空气流量为200～300ml/min；升温的程序以5℃/min从室温升到180℃，以1℃/min从180℃升到180～280℃。

8.如权利要求1所述的一种沥青基碳纤维的制备方法，其特征在于在步骤4)中，升温的程序以40℃/min从室温升到1800℃，保温20min。