[发明专利]一种聚醚酰亚胺树脂基复合材料用碳纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种聚醚酰亚胺基复合材料用碳纤维的制备方法，其特征在于，其制备过程包括依次聚合、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，上浆剂采用聚醚酰亚胺树脂基悬浮液上浆剂；所述聚醚酰亚胺树脂基悬浮液上浆剂由聚醚酰亚胺树脂粉末、聚丙烯酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚和去离子水组成；固体组分占聚醚酰亚胺树脂基悬浮液上浆剂的质量含量为5～30％；按照固体组分的总质量为100％，聚醚酰亚胺粉末占65～75wt％，聚丙烯酸钠占12～17wt％，烷基酚聚氧乙烯醚占13～18wt％；聚丙烯酸钠的数均分子量在1000～5000之间，所述烷基酚聚氧乙烯醚的结构通式如式(2)所示：

其中，R选自C₁₀～C₂₅烷基中任一种；聚合度m为25～45之间的整数

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；

所述聚醚酰亚胺树脂基悬浮液上浆剂的制备方法如下：首先将聚醚酰亚胺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，待加水量达到聚醚酰亚胺树脂粉末和聚丙烯酸钠总投料量20～30wt％时，开启机械搅拌，并继续加入剩余量的水；控制搅拌转速100～200rpm，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，加入定量的烷基酚聚氧乙烯醚，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3000～8000rpm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，所述的聚醚酰亚胺树脂粉末的结构如通式(1)所示：

其中：n表示聚醚酰亚胺的聚合度。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚醚酰亚胺树脂粉末的数均分子量在2.5万～3.5万之间，平均直径在10～60微米之间。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚醚酰亚胺树脂粉末的数均分子量在3.0万～3.3万之间，平均直径在20～40微米之间。

5.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2000～4000之间。

6.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228～240℃、236～250℃、244～260℃、252～270℃、258～280℃；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430～600℃、525～650℃、620～750℃、710～850℃、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980～1300℃、1120～1400℃、1240～1400℃、1310～1500℃、1380～1600℃。

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