[发明专利]一种聚砜树脂基复合材料用碳纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种聚砜树脂基复合材料用碳纤维的制备方法，其特征在于，其包括依次聚合、纺丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、水洗、上浆前干燥、上浆、上浆后干燥和卷绕收丝的生产工序；其中：上浆在浸渍式上浆槽中进行，上浆剂采用聚砜树脂基悬浮液上浆剂；所述聚砜树脂基悬浮液上浆剂由聚砜树脂粉末、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇和去离子水组成；按照固体组分的总质量为100％，聚砜树脂粉末占65～75wt％，聚丙烯酸钠占10～15wt％，聚乙烯醇占15～20wt％；

所述聚砜树脂基悬浮液上浆剂的制备方法如下：首先，将聚砜树脂粉末和聚丙烯酸钠按比例投入混合容器中，加入去离子水，待加水量达到聚砜树脂粉末和聚丙烯酸钠总投料量35～45wt％时，开启机械搅拌，并继续加入剩余量的水；控制搅拌转速100～250rpm，搅拌20～60min进行均质分散，得到均匀白色乳状液；然后，将上述物料转移至装有高速乳化器的闭口装置中，加入定量的聚乙烯醇，使上述所有固体组分在悬浮液上浆剂中的质量百分比为5％～30％；最后，开启高速乳化机，以4000～9000rpm转速继续搅拌10～25min，得到均匀稳定的乳白色悬浮液上浆剂；

所述的聚砜树脂粉末选自双酚A型聚砜、聚芳砜或聚醚砜中任一种，所述双酚A型聚砜、聚芳砜或聚醚砜的结构如式(1)～(3)所示：

其中：m、n、p分别为双酚A型聚砜、聚芳砜、聚醚砜的聚合度。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚砜树脂粉末的数均分子量在1.5万～4.0万之间，聚砜树脂粉末的平均直径在10～60微米之间。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的聚丙烯酸钠的数均分子量在1000～5000之间；所述聚乙烯醇的数均分子量在6000～13000之间。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，预氧化在氧化炉中进行，氧化炉有5个温区，温度控制分别为229～240℃、237～250℃、245～260℃、252～270℃、260～280℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，低温碳化在低温碳化炉中进行，低温碳化炉有5个温区，温度控制分别为435～600℃、530～650℃、625～750℃、715～850℃、770～950℃；高温碳化在高温碳化炉中进行，高温碳化炉有5个温区，温度控制分别为990～1300℃、1130～1400℃、1250～1400℃、1310～1500℃、1390～1600℃。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，上浆前干燥采用红外辐射加热工艺，上浆后干燥采用卧式热风烘干箱烘干的干燥工艺。

7.一种根据权利要求1-6之一所述的制备方法得到的聚砜树脂基复合材料用碳纤维。