一种聚丙烯腈基纤维毡及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种聚丙烯腈基纤维毡的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将聚丙烯腈纤维束依次进行拉伸处理、浸泡处理、卷曲处理和热处理，得到热处纤维束；(2)裁剪步骤(1)得到的热处理纤维束，得到短切纤维；(3)将步骤(2)得到的短切纤维进行热处理、预氧处理和刺毡，得到所述聚丙烯腈基纤维毡。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述拉伸处理后的聚丙烯腈纤维束的单丝强度为3～4cn/dtex；优选地，步骤(1)所述拉伸处理、浸泡处理和卷曲处理各自独立地在氧气的质量百分含量为0.5～1％的气氛下进行；优选地，步骤(1)所述拉伸处理的拉伸速度8～10m/min；优选地，步骤(1)所述拉伸处理的拉伸强度为0.5～0.6gpa；优选地，步骤(1)所述浸泡处理的温度为50～100℃；优选地，步骤(1)所述浸泡处理的时间为7～10min；优选地，步骤(1)所述卷曲处理的卷曲速度为3～24m/min。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述热处理的温度为200～300℃；优选地，步骤(1)所述热处理包括在氮气下进行热处理和在氧气质量百分含量为0.5～1.2％的气氛下进行热处理的组合；优选地，所述在氮气下进行热处理的时间为5～15min；优选地，所述氮气的流速为1～100m3/h；优选地，所述在氧气质量百分含量为0.5～1.2％的气氛下进行热处理的时间为15～25min；优选地，所述气氛中还包含氮气和水蒸气；优选地，步骤(1)所述热处理通过热风循环加热或电加热的方式进行。4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述裁剪之前还包括冷却步骤(1)得到的热处理纤维的步骤；优选地，所述冷却通过通入氮气或者喷洒环化助剂的方式进行；优选地，所述环化助剂的喷洒速度为1～50l/min；优选地，所述冷却的时间为10～10000s；优选地，所述冷却后纤维束的温度低于80℃。5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述短切纤维的长度为38～102mm；优选地，步骤(2)所述裁剪的温度为15～30℃；优选地，步骤(2)所述裁剪的湿度为70～90％。6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述热处理具体包括：首先将步骤(2)得到的短切纤维在210～220℃下热处理5～15min，再在230～250℃下热处理15～25min，最后在260～300℃下热处理25～35min，完成所述热处理；优选地，步骤(3)所述热处理的时间为60～300min；
优选地，步骤(3)所述热处理在氮气、空气和水蒸气组成的混合气氛中进行；优选地，所述氮气的流速为10～200m3；优选地，所述空气的流速为10～5000m3；优选地，所述水蒸汽的流速为10～500m3。7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述预氧化处理前还包括冷却处理的步骤；优选地，所述冷却处理后短切纤维的温度低于80℃；优选地，所述冷却处理的时间为10～1000s；优选地，步骤(3)所述预氧化处理在氧气质量百分含量为8～10％的气氛中进行。8.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)在氧气的质量百分含量为0.5～1％的气氛下将聚丙烯腈纤维束通过速度为8～10m/min、拉伸强度为0.5～0.6gpa的拉伸处理、在50～100℃通过浸泡处理7～10min、卷曲处理；然后在氮气流速为1～100m3/h的条件下下进行热处理5～15min，最后氧气质量百分含量为0.5～1.2％的气氛下进行热处理15～25min，得到热处纤维束；(2)通入氮气或者喷洒环化助剂的方式冷却步骤(1)得到的热处理纤维10～10000s，在15～30℃、湿度为70～90％调间隙裁剪冷却后纤维束，得到长度为38～102mm的短切纤维；(3)将步骤(2)得到的短切纤维在氮气、空气和水蒸气组成的混合气氛下依次在210～220℃下热处理5～15min，再在230～250℃下热处理15～25min，最后在260～300℃下热处理25～35min，冷却，在氧气质量百分含量为8～10％的气氛中进行预氧处理，刺毡，得到所述聚丙烯腈基纤维毡。9.一种聚丙烯腈基纤维毡，其特征在于，所述聚丙烯腈基纤维毡通过如权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到；优选地，所述聚丙烯腈基纤维毡的厚度为3～20mm。10.一种如权利要求9所述的聚丙烯腈基纤维毡在保温产品中的应用。

技术总结
本发明提供一种聚丙烯腈基纤维毡及其制备方法和应用，所述制备方法包括：(1)将聚丙烯腈纤维束依次拉伸处理、浸泡处理、卷曲处理和热处理，得到热处纤维束；(2)裁剪得到的热处理纤维束，得到短切纤维；(3)将得到的短切纤维进行热处理、预氧处理和刺毡，得到所述聚丙烯腈基纤维毡；所述制备方法先将聚丙烯腈纤维束进行剪切后得到短切纤维，再对所述短切纤维进行热处理和预氧化处理，不仅节省了预氧化的时间，而且提高了单个纤维丝与氧的接触面积，使预氧化更加充分，进而使最终得到的聚丙烯腈基纤维毡具有更为优异的机械性能和隔热性能。纤维毡具有更为优异的机械性能和隔热性能。


技术研发人员：张晓卉 王国斌 陈发伟 温长英 张晓磊
受保护的技术使用者：辽宁兴汇碳材料科技有限公司
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2021/12/14