[发明专利]一种聚烯烃树脂基复合材料用碳纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种聚烯烃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，上浆剂采用聚烯烃树脂基悬浮液上浆剂；所述聚烯烃树脂基悬浮液上浆剂由聚烯烃树脂粉末、聚丙烯酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和去离子水组成；按照固体组分的总质量为100％，聚烯烃树脂粉末占65～75wt％，聚丙烯酸钠占10～15wt％，脂肪醇聚氧乙烯醚占15～20wt％；聚烯烃树脂粉末为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或聚戊烯中任一种或几种；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；

聚烯烃树脂基悬浮液上浆剂的制备方法如下：首先，将聚烯烃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，待加水量达到聚烯烃树脂粉末和聚丙烯酸钠总投料量25～35wt％时，开启机械搅拌，并继续加入剩余量的水；控制搅拌转速50～250rpm，搅拌30～60min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，加入定量的脂肪醇聚氧乙烯醚，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3000～10000rpm转速继续搅拌10～30min，得到均匀稳定的乳白色悬浮液上浆剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚烯烃树脂粉末的数均分子量在1.0万～4.0万之间，聚烯烃树脂粉末的粒径在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，聚丙烯酸钠的数均分子量在1000～5000之间，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚的结构如式(1)所示：

其中，R选自C₁₀～C₂₀烷基中任意一种；聚合度n为25～40之间的整数。

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230～240℃、238～250℃、246～260℃、253～270℃、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440～600℃、530～650℃、630～750℃、720～850℃、780～950℃；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1000～1300℃、1150～1400℃、1250～1400℃、1310～1500℃、1390～1600℃。

6.一种根据权利要求1-5之一所述的制备方法得到的聚烯烃树脂基复合材料用碳纤维。