[发明专利]一种沥青基炭纤维连续长丝的制备方法

权利要求书

1.一种沥青基炭纤维连续长丝的制备方法，其特征在于：所述沥青基炭纤维连续长丝制备方法的具体步骤如下：

a、沥青纤维（2）经集中装有1～5个喷丝板的纺丝位（1）熔融挤压成纤，雾化加湿器（3）加湿、喷油咀（4）上油、集束，获得根数100～2500的原生沥青纤维束；

b、同一纺丝箱，排列2～10个纺丝位，对应2～10根原生沥青纤维束，经牵伸联辊第一辊（5）并通过第一导丝辊（6）依次合股，成含有200～10000根合股沥青纤维束（7），再经牵伸联辊第二辊（8）张紧；

c、合股沥青纤维束（7）经兔子头（9）引导，缠绕在收丝辊套筒（10）上；

d、抽出套筒，获得沥青纤维束卷筒（12），将沥青纤维束卷筒整体浸泡在氧化性液相槽（11）中，20～100℃恒温下完成初步不熔化，并用去离子水（13）洗涤，干燥后获得液相氧化纤维束卷筒（16）；

e、液相氧化纤维束卷筒（16）置于第一放丝机（14）上，并使卷筒底部浸泡在耐高温油剂（15）中，低速倒丝褪辊，液相氧化纤维束卷筒（16）经第二导丝辊（17）连续平稳的进入连续不熔化炉（18），在150～350℃空气氧化30～200min，获得不熔化纤维束（19），再经纤维传送辊（20）输送至连续低温预炭化炉（21），在惰性气氛中350～700℃热处理10～200min，获得预炭化纤维束（22），并缠绕于第一收丝机（23），获得预炭化纤维束辊筒（24）；

f、预炭化纤维束辊筒（24）置于第二放丝机（25）放丝，预炭化纤维束（22）经纤维束张力牵伸辊（27）牵伸，通过连续高温炭化炉（28）获得高温炭化纤维束（29），再通过连续石墨化炉（30）获得石墨化纤维束（31），并由第二收丝机（32）收卷，获得沥青基炭纤维连续长丝。

2.如权利要求1所述一种沥青基炭纤维连续长丝的制备方法，其特征在于，所述的步骤d、e合併，将所述沥青纤维束卷筒（12）先置于第一放丝机（14）上，并使卷筒底部浸泡在耐高温油剂（15）中，低速倒丝褪辊，然后使沥青纤维束连续平稳的进入氧化性液相槽（11），20～100℃恒温处理完成初步不熔化，并通过去离子水（13）洗涤，干燥后经第二导丝辊（17）进入连续不熔化炉（18），150～350℃空气氧化30～200min、获得不熔化纤维束（19），再经纤维传送辊（20）输送至连续低温预炭化炉（21），惰性气氛中350～700℃热处理10～200min，获得预炭化纤维束（22），并缠绕于第一收丝机（23），获得预炭化纤维束辊筒（24）。

3.如权利要求1所述一种沥青基炭纤维连续长丝的制备方法，其特征在于：所述的步骤a中，所述沥青纤维原料是芳烃合成低软化点中间相沥青，软化点220～280℃，中间相含量100％，在280～350℃通过熔融挤压成纤；所述喷丝板直径为40mm～150mm，喷丝孔数不超过500，同一纺丝位的各喷丝板呈中心对称排列，其平面中垂线交汇于集束点，喷丝板中心距40～300mm，集束点距喷丝板的距离为500mm～2000mm。

4.如权利要求1所述一种沥青基炭纤维连续长丝的制备方法，其特征在于：所述的步骤a中，所述雾化加湿器（3）加湿的雾化微粒不超过3μm。

5.如权利要求1所述一种沥青基炭纤维连续长丝的制备方法，其特征在于：所述的步骤b中，所述牵伸联辊第一辊（5）直径为50～500mm，表面粗糙度的算术平均值Ra为0.2～6μm。

6.如权利要求1所述一种沥青基炭纤维连续长丝的制备方法，其特征在于：所述的步骤b中，所述第一导丝辊（6）是“U”型槽结构；导丝辊表面粗糙度的算术平均值Ra小于0.2μm，直径为20～200mm。

7.如权利要求1所述一种沥青基炭纤维连续长丝的制备方法，其特征在于：所述的步骤c中，所述收丝辊套筒（10），其材质为孔隙直径小于0.1mm的微孔氧化硅陶瓷或套筒面网为氟塑料纤维编织网。

8.如权利要求1或2所述一种沥青基炭纤维连续长丝的制备方法，其特征在于：所述的步骤d中，所述氧化性液相槽（11）可以是硝酸、硫酸、双氧水，以及硝酸盐、过氧化物、三氯化铁、氧酸盐溶液，液相氧化时间3～1000min。

9.如权利要求1或2所述一种沥青基炭纤维连续长丝的制备方法，其特征在于：所述的步骤e中，所述耐高温油剂（15）是硅油油剂，或全氟聚醚油剂。

10.如权利要求1或2所述一种沥青基炭纤维连续长丝的制备方法，其特征在于：所述的步骤e中，所述连续不熔化炉（18）是托辊式连续不熔化炉，或网带式不熔化炉，或竖式不熔化炉；所述连续低温预炭化炉（21）是托辊式连续低温预炭化炉，或网带式连续低温预炭化炉，或竖式连续低温预炭化炉。