[发明专利]一种功能化碳纤维复合电热纸的制备方法

权利要求书

1.一种功能化碳纤维复合电热纸的制备方法，其特征是包括以下步骤：

1）功能化碳纤维的制备：

碳纤维表面担载功能体：

对碳纤维进行表面活化处理，得到活化碳纤维，并将功能体担载在所述的活化碳纤维表面；所述的功能体是指远红外发射剂、相变材料微胶囊、阻燃剂、抗菌剂、负离子粉中的一种或几种的组合；

上浆：

用功能上浆剂对所述的活化碳纤维进行常规上浆处理，所述的功能上浆剂为碳纤维分散剂的水溶液，其中，所述碳纤维分散剂的浓度为5~30wt%，所述的碳纤维分散剂为聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一种或其组合；

碳纤维的短切：

将上浆后的碳纤维进行短切，制备得到功能化碳纤维，所述的功能化碳纤维的长度为2~10mm；

2）抄纸浆料的制备：

功能化碳纤维分散液的制备：

将功能化碳纤维均匀分散在水中形成碳纤维分散液，其中，所述功能化碳纤维的含量0.5~5wt‰，余量为水；

基体纤维分散液的制备：

将长度为2~15mm的基体纤维均匀分散在水中形成基体纤维分散液，其中，所述基体纤维的含量0.5~5wt‰，余量为水；

将所述功能化碳纤维分散液和所述基体纤维分散液均匀混合成抄纸浆料，其中，所述功能化碳纤维与所述基体纤维的质量比为2:98～90:10；

3）抄纸：

在常规湿法抄纸的过滤器上铺设一层母板进行抄纸，浆料中的水被滤去，功能化碳纤维和基体纤维沉积在母板上，得到一种纤维网络/母板的层状复合材料；

所述的母板为带有微孔的片状板；所述微孔的孔径为10～200μm，可供液体粒子通过；

4）后处理：

将所述层状复合材料烘干至质量恒定后，进行加压热处理，然后除去母板，即得到所述的功能化碳纤维复合电热纸；

所述的基体纤维包括基础纤维和粘结纤维；所述粘结纤维占所述基体纤维的5～100wt%；

所述的基础纤维是木浆纤维、棉纤维、麻纤维、聚烯烃纤维、聚酯纤维或人造丝的一种或几种的组合；所述的粘结纤维是低熔点复合纤维、低熔点热塑性纤维中的一种或几种的组合；

所述的功能化碳纤维复合电热纸中功能化碳纤维的质量百分含量为2~90%；所述的功能化碳纤维复合电热纸是由功能化碳纤维和基体纤维通过化学粘结、氢键、分子间作用力或机械缠结作用相互搭接形成稳定的三维网状结构。

2.根据权利要求1所述的一种功能化碳纤维复合电热纸的制备方法，其特征在于，所述的碳纤维是PAN基碳纤维或沥青基碳纤维；所述的担载是指通过形成新的化学键或物理吸附作用，将所述功能体固定在所述活化碳纤维表面；所述的分散剂为聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一种或其组合；所述的基体纤维分散液的制备步骤中，还加入基体纤维分散剂，所述基体纤维分散剂的加入量为0.5～1wt‰；所述的基体纤维分散液的制备步骤前，所述的基体纤维还经过上浆处理，其中，所述的上浆处理是指用功能上浆剂对所述的活化碳纤维进行常规上浆处理，所述的功能上浆剂为基体纤维分散剂的水溶液，其中，所述基体纤维分散剂的浓度为5~30wt%，所述的基体纤维分散剂为聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一种或其组合。

3.根据权利要求1所述的一种功能化碳纤维复合电热纸的制备方法，其特征在于，所述母板的材料为纤维素或聚酯或含氟聚合物。

4.根据权利要求1所述的一种功能化碳纤维复合电热纸的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为30～80℃；所述加压热处理是指将烘干后的层状复合材料加热至热处理温度，保温10~60分钟后冷却至室温；在上述加热、保温和冷却过程中，保持层状复合材料表面的压力为2~10MPa；所述的热处理温度为120℃~180℃。

5.根据权利要求1所述的一种功能化碳纤维复合电热纸的制备方法，其特征在于，当所述母板的材料为纤维素时，所述的除去母板是指将加压热处理后的所述层状复合材料用丙酮水溶液进行洗涤，脱去母板，所述的丙酮水溶液中，丙酮的质量分数为5%~20%；当所述母板的材料为聚酯或含氟聚合物时，所述的除去母板是指将加压热处理后的所述层状复合材料的所述母板剥除。