專利名稱：一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法。
背景技術(shù)：
碳纖維紙是使用碳纖維或活性碳纖維及碳纖維或活性碳纖維與其它植物或非植物纖維混合生產(chǎn)的具有特殊性能的功能紙。碳纖維紙具備許多優(yōu)良特性，如導(dǎo)電、導(dǎo)熱、多孔、吸附性等，因而被廣泛應(yīng)用于能源、軍事、環(huán)保、土木、電子電器、采暖等領(lǐng)域。近年來，隨著碳纖維的成本不斷降低，碳纖維紙優(yōu)異的導(dǎo)電性能和電熱性能使其在民用電熱采暖領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。金屬材料熱傳遞主要靠自由電子完成，而如碳纖維和石墨等非金屬材料的熱傳遞主要依靠晶格的振動(dòng)和傳遞完成，即分子、原子、離子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)。在固體分子、原子和電子的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，會(huì)輻射出電磁波，因此熱輻射也是碳纖維紙的主要傳熱方式。由于碳纖維的熱傳導(dǎo)和熱輻射性能相當(dāng)?shù)暮茫苡行П苊庑顭岷瓦^熱現(xiàn)象的發(fā)生，因而使使用壽命長(zhǎng)，電熱轉(zhuǎn)換效率高。碳纖維用作電熱元件后，其輻射散熱比例大于60% ;同時(shí)，其輻射出波長(zhǎng)為8 15 μ m的遠(yuǎn)紅外波。該波長(zhǎng)范圍的熱輻射易被人體吸收，具有促進(jìn)血液循環(huán)、減緩類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎疼痛等理療作用。碳纖維紙還具有散熱均勻、電流密度小等優(yōu)點(diǎn)，其電熱轉(zhuǎn)換效率> 97%，是一種優(yōu)異的電熱材料。碳纖維紙作為電熱材料主要有以下特點(diǎn):(I)整個(gè)紙面都是發(fā)熱面和散熱面，有利于熱量的傳輸和疏散，熱輻射性能好，發(fā)熱均勻；(2)電熱轉(zhuǎn)換效率高，比傳統(tǒng)電熱材料節(jié)能15%-30% ;(3)遠(yuǎn)紅外電熱輻射轉(zhuǎn)化率> 70%，是一種有源遠(yuǎn)紅外加熱元件，對(duì)人體具有輔助理療保健作用；(4)柔軟輕質(zhì)，可按照發(fā)熱功率和規(guī)格的要求，控制碳纖維紙的碳纖維含量和紙張尺寸，加工得到各種不同面積和電阻值，滿足不同的使用要求；(5)可撓曲、可粘合，加工性能好，適用范圍廣。因此，碳纖維復(fù)合功能紙作為面狀發(fā)熱材料具有很高的開發(fā)價(jià)值。現(xiàn)有碳纖維復(fù)合功能紙主要采用植物纖維為基體材料，其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，成型容易，紙張綜合性能良好。但是使用植物纖維為基體，紙張成型后具有易吸濕、耐水性差等固有缺陷，其吸濕特性還會(huì)導(dǎo)致電熱紙電導(dǎo)率的“漂移”，對(duì)電熱紙電熱性能的穩(wěn)定性造成影響；同時(shí)，植物纖維由于不具有結(jié)構(gòu)和成分的可設(shè)計(jì)性，在電熱紙中僅提供了物理機(jī)械性能，不具備功能性。相較于植物纖維，合成纖維具有更好的環(huán)境耐受性和功能多樣性。以合成纖維為基體可大大拓展碳纖維復(fù)合功能紙的使用場(chǎng)合和應(yīng)用范圍，同時(shí)賦予碳纖維復(fù)合功能紙功能的多樣性。但是，由于許多合成纖維如PP、PE缺乏表面活性官能團(tuán)，造成纖維間的相互結(jié)合能力極弱；且當(dāng)合成纖維以短纖形式存在時(shí)，纖維間的物理纏結(jié)能力也不強(qiáng)，這就導(dǎo)致了以合成纖維為主要基體時(shí)，紙頁的濕強(qiáng)度很低，在進(jìn)入下一道工序時(shí)容易產(chǎn)生變形、撕裂等破壞，因而難以加工成型。所以，目前的碳纖維復(fù)合功能紙都是以植物纖維為基體纖維，或在植物纖維中混入少量合成纖維，一般不超過20%，通過植物纖維間的氫鍵作用提供濕態(tài)的力學(xué)強(qiáng)度；類似地，在非織造布的濕法成網(wǎng)工藝中，為了使得到的纖維網(wǎng)絡(luò)在后續(xù)的鋪網(wǎng)和固網(wǎng)工序中不至于變形、撕裂和破壞，需要在漿料中加入一定量的濕增強(qiáng)劑如改性脲醛樹月旨、聚乙烯醇等用以提供在固網(wǎng)工序前纖維網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)度。除此之外，現(xiàn)有碳紙的濕法抄造工藝中，由于需要在漿料制備過程中使用大量的纖維分散劑和濕增強(qiáng)劑，不僅會(huì)產(chǎn)生較大的水體污染，而且具有助劑用量大、浪費(fèi)嚴(yán)重的缺點(diǎn)，難以適應(yīng)綠色節(jié)能的可循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法。本發(fā)明的一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法，包括以下步驟:I)碳纖維的預(yù)處理:碳纖維分的表面處理:對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為5 30wt%，所述的碳纖維分散劑為聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一種或其組合；短切:將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為2 IOmm ；2)抄紙漿料的制備:碳纖維分散液的制備:將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為0.5 5wt%。，余量為水；基體纖維分散液的制備:將長(zhǎng)度為2 15mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量不大于0.5 5wt%。,余量為水；將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為2:98 90:10 ;3)抄紙:在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料；所述的母板為帶有微孔的片狀板；所述微孔的孔徑為10 200 μ m，可供液體粒子通過；3)后處理:將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后除去母板，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙；所述的基體纖維包括基礎(chǔ)纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的5 100wt% ；所述的基礎(chǔ)纖維是木漿纖維、棉纖維、麻纖維、聚烯烴纖維、聚酯纖維或人造絲的一種或幾種的組合；所述的粘結(jié)纖維是低熔點(diǎn)復(fù)合纖維、低熔點(diǎn)熱塑性纖維中的一種或幾種的組合；所述的低熔點(diǎn)復(fù)合纖維包括PE/PP復(fù)合纖維、PE/PET復(fù)合纖維、PP/PET復(fù)合纖維；所述的低熔點(diǎn)熱塑性纖維包括PP和PE。所述的碳纖維復(fù)合功能紙中碳纖維的質(zhì)量百分含量為2 90% ;所述的碳纖維復(fù)合功能紙由碳纖維和基體纖維通過化學(xué)粘結(jié)、氫鍵、分子間作用力或機(jī)械纏結(jié)作用相互搭接形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)選的技術(shù)方案:如上所述的一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法，所述的碳纖維是PAN基碳纖維或浙青基碳纖維；所述的表面活化處理為等離子表面處理或活化劑活化處理；所述的活化劑為KOH、NaOH, HNO3或H3PO4 ;所述的基體纖維分散液的制備步驟前，所述的基體纖維還經(jīng)過上漿處理，其中，所述的上漿處理是指用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為基體纖維分散劑的水溶液，其中，所述基體纖維分散劑的濃度為5 30wt%，所述的基體纖維分散劑為聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一種或其組合。如上所述的一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法，所述母板的材料為纖維素或聚酯或含氟高聚物。如上所述的一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法，所述烘干的溫度為30 80°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至熱處理溫度，保溫10 60分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為2 IOMPa ;所述的熱處理溫度為120°C 180°C。加壓熱處理的目的是使如上所述的層狀復(fù)合材料中的碳纖維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)搭接得更緊密，減小接觸電阻，同時(shí)又使粘結(jié)纖維發(fā)生熔融熱粘合，對(duì)所述的層狀復(fù)合材料的纖維網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行固定加強(qiáng)。固定加強(qiáng)一方面能使所述的層狀復(fù)合材料獲得良好的機(jī)械性能；另一方面提高了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。如上所述的一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法，所述的除去母板是當(dāng)所述母板的材料為纖維素時(shí)，所述的除去母板是指將加壓熱處理后的所述層狀復(fù)合材料用丙酮水溶液進(jìn)行洗滌，脫去母板，所述的丙酮水溶液中，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 20% ;當(dāng)所述母板的材料為聚酯或含氟高聚物時(shí)，所述的除去母板是指將加壓熱處理后的所述層狀復(fù)合材料的所述母板剝除。本發(fā)明還提供了一種功能碳纖維復(fù)合電熱紙的制備方法，包括以下步驟:I)碳纖維的預(yù)處理:碳纖維分的表面處理:對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為5 30wt%，所述的碳纖維分散劑為聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一種或其組合；短切:將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為2 IOmm ；2 )抄紙漿料的制備:碳纖維分散液的制備:
將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為0.5 5wt%。，余量為水；基體纖維分散液的制備:將長(zhǎng)度為2 15mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量不大于0.5 5wt%。,余量為水；將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為2:98 90:10 ;3)抄紙:在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料；所述的母板為帶有微孔的片狀板；所述微孔的孔徑為10 200 μ m,可供液體粒子通過；3)后處理:將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后除去母板，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙；所述的基體纖維包括基礎(chǔ)纖維、功能纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的5 95wt%,所述功能纖維占所述基體纖維的5 95wt% ；所述的基礎(chǔ)纖維是木漿纖維、棉纖維、麻纖維、聚烯烴纖維、聚酯纖維或人造絲的一種或幾種的組合；所述的功能纖維是遠(yuǎn)紅外輻射功能纖維、阻燃功能纖維、調(diào)溫纖維中的一種或幾種的組合；所述的粘結(jié)纖維是低熔點(diǎn)復(fù)合纖維、低熔點(diǎn)熱塑性纖維中的一種或幾種的組合；所述的低熔點(diǎn)復(fù)合纖維包括PE/PP復(fù)合纖維、PE/PET復(fù)合纖維、PP/PET復(fù)合纖維；所述的低熔點(diǎn)熱塑性纖維包括PP和PE ;所述的遠(yuǎn)紅外輻射功能纖維是指用遠(yuǎn)紅外線輻射功能母粒制備的遠(yuǎn)紅外輻射功能纖維，為已有公開技術(shù)，如見專利CN1202294C ;所述的阻燃功能纖維是指用阻燃功能母粒制備的阻燃功能纖維，為已有公開技術(shù)，如見專利CN101104963A;所述的調(diào)溫纖維是指由相變材料與成纖聚合物通過復(fù)合紡絲的方法制成調(diào)溫纖維，為已有公開技術(shù)，如見專利CN101949070B ；所述的功能碳纖維復(fù)合電熱紙中碳纖維的質(zhì)量百分含量為2 90% ;所述的功能碳纖維復(fù)合電熱紙由碳纖維和基體纖維通過化學(xué)粘結(jié)、氫鍵、分子間作用力或機(jī)械纏結(jié)作用相互搭接形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。如上所述的一種功能碳纖維復(fù)合電熱紙的制備方法，所述的碳纖維是PAN基碳纖維或浙青基碳纖維；所述的表面活化處理為等離子表面處理或活化劑活化處理；所述的活化劑為KOH、NaOH, HNO3或H3PO4 ;所述的基體纖維分散液的制備步驟前，所述的基體纖維還經(jīng)過上漿處理，其中，所述的上漿處理是指用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為基體纖維分散劑的水溶液，其中，所述基體纖維分散劑的濃度為5 30wt%，所述的基體纖維分散劑為聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一種或其組合。如上所述的一種功能碳纖維復(fù)合電熱紙的制備方法，所述母板的材料為纖維素或聚酯或含氟高聚物。如上所述的一種功能碳纖維復(fù)合電熱紙的制備方法，所述烘干的溫度為30 80°c ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至熱處理溫度，保溫10 60分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為2 IOMPa ;所述的熱處理溫度為120°C 180°C。加壓熱處理的目的是使如上所述的層狀復(fù)合材料中的碳纖維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)搭接得更緊密，減小接觸電阻，同時(shí)又使粘結(jié)纖維發(fā)生熔融熱粘合，對(duì)所述的層狀復(fù)合材料的纖維網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行固定加強(qiáng)。固定加強(qiáng)一方面能使所述的層狀復(fù)合材料獲得良好的機(jī)械性能；另一方面提高了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，從而提高功能化復(fù)合電熱紙電熱性能的穩(wěn)定性。如上所述的一種功能碳纖維復(fù)合電熱紙的制備方法，所述的除去母板是當(dāng)所述母板的材料為纖維素時(shí)，所述的除去母板是指將加壓熱處理后的所述層狀復(fù)合材料用丙酮水溶液進(jìn)行洗滌，脫去母板，所述的丙酮水溶液中，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 20% ;當(dāng)所述母板的材料為PET或含氟高聚物時(shí)，所述的除去母板是指將加壓熱處理后的所述層狀復(fù)合材料的所述母板剝除。有益效果:本發(fā)明在制備過程中避免了濕法抄紙工藝助劑用量大，水污染嚴(yán)重的問題，是一種綠色節(jié)能的制備方法。本發(fā)明所制備的碳纖維復(fù)合功能紙的基體可以是傳統(tǒng)的植物纖維，也可以是各種合成纖維，定量調(diào)節(jié)范圍大，可用于制備低定量、中定量、高定量的碳纖維復(fù)合功能紙，因此靈活性大。本發(fā)明具有成本低、方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，能夠適應(yīng)工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)的要求。本發(fā)明所制備的碳纖維復(fù)合功能紙具有穩(wěn)定的電熱性能，同時(shí)還具有電磁屏蔽、抗靜電等多種功能性，并可應(yīng)用于服裝面料、室內(nèi)裝潢、工業(yè)生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式

，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1(I)通過等離子表面處理對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為5wt%，所述的碳纖維分散劑為聚丙烯酰胺；(2)將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為2mm ；(3)將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為0.5%。，余量為水；(4)將長(zhǎng)度為2mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量為0.5wt%。，余量為水；所述的基體纖維包括基礎(chǔ)纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的5wt% ;所述的基礎(chǔ)纖維是木漿纖維；所述的粘結(jié)纖維是PE/PP復(fù)合纖維；(5)將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為2:98 ；(6)在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料；所述的母板為帶有微孔的片狀板；材料為纖維素，微孔的孔徑為ΙΟμπι ;(7)將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后除去母板，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙；所述烘干的溫度為30°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至120°C。保溫60分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為2MPa ;所述的除去母板是指將加壓熱處理后的所述層狀復(fù)合材料用丙酮水溶液進(jìn)行洗滌，脫去母板，所述的丙酮水溶液中，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。所制得的碳纖維復(fù)合功能紙的碳纖維含量為2%，厚度為75 μ m,定重為10g/m2，電阻率為60 Ω.cm,電阻率浮動(dòng)不超過5%。實(shí)施例2(I)以KOH為活化劑，對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為30wt%，所述的碳纖維分散劑為聚氧化乙烯；(2)將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為IOmm ；(3)將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為5%。,余量為水；(4)將長(zhǎng)度為15mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量為5wt%。，余量為水；所述的基體纖維包括基礎(chǔ)纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的5wt% ;所述的基礎(chǔ)纖維是木漿纖維；所述的粘結(jié)纖維是PE纖維；所述的粘結(jié)纖維在分散前已經(jīng)過上漿處理，上漿劑是濃度5wt%聚丙烯酰胺的水溶液；(5)將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為30:70 ；(6)在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料；所述的母板為帶有微孔的片狀板；材料為聚酯，微孔的孔徑為200μπι ;(7)將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后將母板剝除，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙；所述烘干的溫度為80°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至140°C。保溫10分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為lOMPa。所制得的碳纖維復(fù)合功能紙的碳纖維含量為30%,厚度為1.6mm,定重為250g/m2,電阻率為0.15 Ω.cm,電阻率浮動(dòng)不超過5%。實(shí)施例3(I)以NaOH為活化劑，對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為20wt%，所述的碳纖維分散劑由聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯組合而成；
(2)將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為7mm ；(3)將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為3%。，余量為水；(4)將長(zhǎng)度為4mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量為0.8wt%。，余量為水；所述的基體纖維是PP/PET復(fù)合纖維；所述的粘結(jié)纖維在分散前已經(jīng)過上漿處理，上漿劑是濃度30wt%聚氧化乙烯的水溶液；(5)將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為10:90 ；(6)在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料；所述的母板為帶有微孔的片狀板；材料為含氟高聚物，微孔的孔徑為ΙΟΟμπι;(7)將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后將母板剝除，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙；所述烘干的溫度為60°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至180°C。保溫40分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為5MPa。所制得的碳纖維復(fù)合功能紙的碳纖維含量為10%，厚度為680 μ m,定重為100g/m2，電阻率為1.8 Ω.cm,電阻率浮動(dòng)不超過5%。實(shí)施例4(I)以HNO3為活化劑，對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為10wt%，所述的碳纖維分散劑由聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯組合而成；(2)將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為4mm ；(3)將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為0.5%。，余量為水；(4)將長(zhǎng)度為15mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量為5wt%。，余量為水；所述的基體纖維包括基礎(chǔ)纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的10wt% ;所述的基礎(chǔ)纖維是聚烯烴纖維；所述的粘結(jié)纖維是PE/PET復(fù)合纖維；所述的基體纖維在分散前已經(jīng)過上漿處理，上漿劑為基體纖維分散劑的水溶液，濃度為30wt%，所述的基體纖維分散劑由聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯組合而成；(5)將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為90:10 ;(6)在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料；所述的母板為帶有微孔的片狀板；材料為纖維素，微孔的孔徑為120μπι ;(7)將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后除去母板，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙；所述烘干的溫度為70°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至130°C。保溫60分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為2MPa ;所述的除去母板是指將加壓熱處理后的所述層狀復(fù)合材料用丙酮水溶液進(jìn)行洗滌，脫去母板，所述的丙酮水溶液中，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% ；所制得的碳纖維復(fù)合功能紙的碳纖維含量為90%，厚度為90 μ m,定重為15g/m2，電阻率為0.1 Ω.Cm,電阻率浮動(dòng)不超過5%。實(shí)施例5(I)以H3PO4為活化劑，對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為2wt%，所述的碳纖維分散劑為聚丙烯酰胺；(2)將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為8mm ；(3)將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為2%。，余量為水；(4)將長(zhǎng)度為8mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量為2wt%。，余量為水；所述的基體纖維包括基礎(chǔ)纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的10wt%;所述的基礎(chǔ)纖維是聚酯纖維；所述的粘結(jié)纖維是PP纖維；所述的基體纖維在分散前已經(jīng)過上漿處理，上漿劑為基體纖維分散劑的水溶液，濃度為10wt%，所述的基體纖維分散劑由聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯組合而成；(5)將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為20:80 ；(6)在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料；所述的母板為帶有微孔的片狀板；材料為纖維素，微孔的孔徑為100 μ m ;(7)將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后除去母板，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙；所述烘干的溫度為70°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至180°C。保溫15分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為4MPa ;所述的除去母板是指將加壓熱處理后的所述層狀復(fù)合材料用丙酮水溶液進(jìn)行洗滌，脫去母板，所述的丙酮水溶液中，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% ；所制得的碳纖維復(fù)合功能紙的碳纖維含量為20%,厚度為330 μ m,定重為50g/m2,電阻率為1.2 Ω.cm,電阻率浮動(dòng)不超過5%。實(shí)施例6(I)以H3PO4為活化劑，對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為2wt%，所述的碳纖維分散劑為聚丙烯酰胺；(2)將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為2mm ；(3)將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為2%。，余量為水；(4)將長(zhǎng)度為15mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量為lwt%。，余量為水；所述的基體纖維包括功能纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的5wt%，所述功能纖維占所述基體纖維的95wt% ;所述的功能纖維是遠(yuǎn)紅外輻射纖維；所述的粘結(jié)纖維由PE/PP復(fù)合纖維和PE纖維組合而成；所述的基體纖維在分散前已經(jīng)過上漿處理，上漿劑是濃度5wt%聚氧化乙烯的水溶液；(5)將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為5:95 ；(6)在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料；所述的母板為帶有微孔的片狀板；材料為纖維素，微孔的孔徑為150μπι ;(7)將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后除去母板，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙；所述烘干的溫度為60°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至150°C。保溫15分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為4MPa ;所述的除去母板是指將加壓熱處理后的所述層狀復(fù)合材料用丙酮水溶液進(jìn)行洗滌，脫去母板，所述的丙酮水溶液中，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% ；所制得的功能碳纖維復(fù)合電熱紙的碳纖維含量為5%,厚度為450 μ m,定重為40g/m2，電阻率為2 Ω * cm,電阻率浮動(dòng)不超過5%，電熱輻射轉(zhuǎn)化效率為88%。實(shí)施例7(I)以H3PO4為活化劑，對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為2wt%，所述的碳纖維分散劑為聚丙烯酰胺；(2)將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為4mm ；(3)將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為2%。，余量為水；(4)將長(zhǎng)度為4mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量為0.5wt%。，余量為水；所述的基體纖維包括功能纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的95wt%，所述功能纖維占所述基體纖維的5wt% ;所述的功能纖維是阻燃纖維；所述的粘結(jié)纖維由PE纖維、PE/PP復(fù)合纖維、PE/PET復(fù)合纖維組合而成；所述的基體纖維在分散前已經(jīng)過上漿處理，上漿劑是濃度5wt%聚丙烯酰胺的水溶液；(5)將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為2:98 ；(6)在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料；所述的母板為帶有微孔的片狀板；材料為含氟高聚物，微孔的孔徑為80μπι ;(7)將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后將母板剝除，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙；所述烘干的溫度為30°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至120°C。保溫60分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為2MPa ；所制得的功能碳纖維復(fù)合電熱紙的碳纖維含量為2%，厚度為125 μ m，定重為20g/m2，電阻率為48 Ω -cm,電阻率浮動(dòng)不超過5%，電熱輻射轉(zhuǎn)化效率為65%，極限氧指數(shù)為27%。實(shí)施例8(I)以H3PO4為活化劑，對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為2wt%，所述的碳纖維分散劑為聚丙烯酰胺；(2)將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為4mm ；(3)將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為2%。，余量為水；(4)將長(zhǎng)度為4mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量為0.5wt%。，余量為水；所述的基體纖維包括基礎(chǔ)纖維、功能纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的10wt%，所述功能纖維占所述基體纖維的60wt% ;所述的基礎(chǔ)纖維由麻纖維和人造絲組合而成，所述的功能纖維是調(diào)溫纖維；所述的粘結(jié)纖維是PE/PP復(fù)合纖維；所述的功能纖維在分散前已經(jīng)過上漿處理，上漿劑是濃度5被％聚丙烯酰胺的水溶液；(5)將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為90:10 ;(6)在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料；所述的母板為帶有微孔的片狀板；材料為聚酯，微孔的孔徑為120μπι;(7)將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后將母板剝除，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙；所述烘干的溫度為80°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至130°C。保溫10分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為IOMPa ；所制得的功能碳纖維復(fù)合電熱紙的碳纖維含量為90%,厚度為95 μ m,定重為15g/m2，電阻率為0.08 Ω -cm,電阻率浮動(dòng)不超過5%，電熱輻射轉(zhuǎn)化效率為68%，同時(shí)具有良好的儲(chǔ)熱調(diào)溫功能。實(shí)施例9(I)以NaOH為活化劑，對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為2wt%，所述的碳纖維分散劑為聚丙烯酰胺；(2)將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為4mm ；(3)將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為2%。，余量為水；(4)將長(zhǎng)度為4mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量為0.5wt%。，余量為水；所述的基體纖維包括基礎(chǔ)纖維、功能纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的30wt%，所述功能纖維占所述基體纖維的60wt% ;所述的基礎(chǔ)纖維由麻纖維、人造絲和木漿纖維組合而成，所述的功能纖維由調(diào)溫纖維和遠(yuǎn)紅外輻射纖維組合而成；所述的粘結(jié)纖維由PP/PET復(fù)合纖維和PP纖維組合而成；所述的功能纖維和粘結(jié)纖維在分散前已經(jīng)過上漿處理，上漿劑是濃度5wt%聚丙烯酰胺的水溶液；(5)將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為3:97 ；(6)在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料；所述的母板為帶有微孔的片狀板；材料為含氟高聚物，微孔的孔徑為120μπι ;(7)將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后將母板剝除，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙；所述烘干的溫度為60°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至180°C。保溫45分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為7MPa ；所制得的功能碳纖維復(fù)合電熱紙的碳纖維含量為3%，厚度為120 μ m,定重為20g/m2，電阻率為4.3 Ω.cm,電阻率浮動(dòng)不超過5%，電熱輻射轉(zhuǎn)化效率為82%，同時(shí)具有良好的儲(chǔ)熱調(diào)溫功能。實(shí)施例10(I)以NaOH為活化劑，對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為2wt%，所述的碳纖維分散劑為聚丙烯酰胺；(2)將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為5mm ；(3)將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為2%。，余量為水；(4)將長(zhǎng)度為4mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量為0.5wt%。，余量為水；所述的基體纖維包括基礎(chǔ)纖維、功能纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的30wt%，所述功能纖維占所述基體纖維的60wt% ;所述的基礎(chǔ)纖維由木漿纖維和聚酯纖維組合而成，所述的功能纖維由調(diào)溫纖維、遠(yuǎn)紅外輻射纖維和阻燃纖維組合而成；所述的粘結(jié)纖維為PE/PP復(fù)合纖維；所述的基礎(chǔ)纖維在分散前已經(jīng)過上漿處理，上漿劑是濃度5wt%聚丙烯酰胺的水溶液；(5)將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為3:97 ；(6)在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料；所述的母板為帶有微孔的片狀板；材料為含氟高聚物，微孔的孔徑為80μπι ;(7)將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后將母板剝除，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙；所述烘干的溫度為60°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至140°C。保溫60分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為4MPa ；所制得的功能碳纖維復(fù)合電熱紙的碳纖維含量為3%,厚度為400 μ m,定重為60g/m2，電阻率為4.3Ω.cm,電阻率浮動(dòng)不超過5%，電熱輻射轉(zhuǎn)化效率為82%，極限氧指數(shù)為33%，同時(shí)具有良好的儲(chǔ)熱調(diào)溫功能。
權(quán)利要求
1.一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法，其特征是包括以下步驟: 1)碳纖維的預(yù)處理: 碳纖維分的表面處理: 對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為5 30wt%，所述的碳纖維分散劑為聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一種或其組合；短切: 將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為2 IOmm ； 2)抄紙漿料的制備: 碳纖維分散液的制備: 將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為0.5 5wt% ,余量為水； 基體纖維分散液的制備: 將長(zhǎng)度為2 15mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量不大于0.5 5wt%。,余量為水； 將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為2:98 90:10 ; 3)抄紙: 在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料； 所述的母板為帶有微孔的片狀板；所述微孔的孔徑為10 200 μ m，可供液體粒子通過; 3)后處理: 將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后除去母板，即得到所述的碳纖維復(fù)合功能紙； 所述的基體纖維包括基礎(chǔ)纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的5 100wt% ； 所述的基礎(chǔ)纖維是木漿纖維、棉纖維、麻纖維、聚烯烴纖維、聚酯纖維或人造絲的一種或幾種的組合；所述的粘結(jié)纖維是低熔點(diǎn)復(fù)合纖維、低熔點(diǎn)熱塑性纖維中的一種或幾種的組合； 所述的碳纖維復(fù)合功能紙中碳纖維的質(zhì)量百分含量為2 90% ;所述的碳纖維復(fù)合功能紙由碳纖維和基體纖維通過化學(xué)粘結(jié)、氫鍵、分子間作用力或機(jī)械纏結(jié)作用相互搭接形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法，其特征在于，所述的碳纖維是PAN基碳纖維或浙青基碳纖維；所述的基體纖維分散液的制備步驟前，所述的基體纖維還經(jīng)過上漿處理，其中，所述的上漿處理是指用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為基體纖維分散劑的水溶液，其中，所述基體纖維分散劑的濃度為5 30wt%，所述的基體纖維分散劑為聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一種或其組人口 O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法，其特征在于，所述母板的材料為纖維素或聚酯或含氟高聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法，其特征在于，所述烘干的溫度為30 80°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至熱處理溫度，保溫10 60分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為2 IOMPa ;所述的熱處理溫度為120°C 180°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法，其特征在于，當(dāng)所述母板的材料為纖維素時(shí)，所述的除去母板是指將加壓熱處理后的所述層狀復(fù)合材料用丙酮水溶液進(jìn)行洗滌，脫去母板，所述的丙酮水溶液中，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 20% ;當(dāng)所述母板的材料為聚酯或含氟高聚物時(shí)，所述的除去母板是指將加壓熱處理后的所述層狀復(fù)合材料的所述母板剝除。
6.一種功能碳纖維復(fù)合電熱紙的制備方法，其特征是包括以下步驟: 1)碳纖維的預(yù)處理: 碳纖維分的表面處理: 對(duì)碳纖維進(jìn)行表面活化處理，得到活化碳纖維，用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為碳纖維分散劑的水溶液，其中，所述碳纖維分散劑的濃度為5 30wt%，所述的碳纖維分散劑為聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一種或其組合；短切: 將經(jīng)過表面處理的碳纖維進(jìn)行`短切，制備得到預(yù)處理碳纖維，所述的預(yù)處理化碳纖維的長(zhǎng)度為2 IOmm ； 2)抄紙漿料的制備: 碳纖維分散液的制備: 將預(yù)處理碳纖維均勻分散在水中形成碳纖維分散液，其中，所述預(yù)處理碳纖維的含量為0.5 5wt% ,余量為水； 基體纖維分散液的制備: 將長(zhǎng)度為2 15mm的基體纖維均勻分散在水中形成基體纖維分散液，其中，所述基體纖維的含量不大于0.5 5wt%。,余量為水； 將所述碳纖維分散液和所述基體纖維分散液均勻混合成抄紙漿料，其中，所述碳纖維與所述基體纖維的質(zhì)量比為2:98 90:10 ; 3)抄紙: 在常規(guī)濕法抄紙的過濾器上鋪設(shè)一層母板進(jìn)行抄紙，漿料中的水被濾去，碳纖維和基體纖維沉積在母板上，得到一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料； 所述的母板為帶有微孔的片狀板；所述微孔的孔徑為10 200 μ m，可供液體粒子通過; 3)后處理: 將所述層狀復(fù)合材料烘干至質(zhì)量恒定后，進(jìn)行加壓熱處理，然后除去母板，即得到所述的功能碳纖維復(fù)合電熱紙； 所述的基體纖維包括基礎(chǔ)纖維、功能纖維和粘結(jié)纖維；所述粘結(jié)纖維占所述基體纖維的5 95wt%,所述功能纖維占所述基體纖維的5 95wt% ； 所述的基礎(chǔ)纖維是木漿纖維、棉纖維、麻纖維、聚烯烴纖維、聚酯纖維或人造絲的一種或幾種的組合；所述的功能纖維是遠(yuǎn)紅外輻射功能纖維、阻燃功能纖維、調(diào)溫纖維中的一種或幾種的組合；所述的粘結(jié)纖維是低熔點(diǎn)復(fù)合纖維、低熔點(diǎn)熱塑性纖維中的一種或幾種的組合； 所述的碳纖維復(fù)合功能紙中碳纖維的質(zhì)量百分含量為2 90% ;所述的碳纖維復(fù)合功能紙由碳纖維和基體纖維通過化學(xué)粘結(jié)、氫鍵、分子間作用力或機(jī)械纏結(jié)作用相互搭接形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種功能碳纖維復(fù)合電熱紙的制備方法，其特征在于，所述的碳纖維是PAN基碳纖維或浙青基碳纖維；所述的基體纖維分散液的制備步驟前，所述的基體纖維還經(jīng)過上漿處理，其中，所述的上漿處理是指用功能上漿劑對(duì)所述的活化碳纖維進(jìn)行常規(guī)上漿處理，所述的功能上漿劑為基體纖維分散劑的水溶液，其中，所述基體纖維分散劑的濃度為5 30wt%，所述的基體纖維分散劑為聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的一種或其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種功能碳纖維復(fù)合電熱紙的制備方法，其特征在于，所述母板的材料為纖維素或聚酯或含氟高聚物。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種功能碳纖維復(fù)合電熱紙的制備方法，其特征在于，所述烘干的溫度為30 80°C ;所述加壓熱處理是指將烘干后的層狀復(fù)合材料加熱至熱處理溫度，保溫10 60分鐘后冷卻至室溫；在上述加熱、保溫和冷卻過程中，保持層狀復(fù)合材料表面的壓力為2 1OMPa ;所述的熱處理溫度為120°C 180°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種功能碳纖維復(fù)合電熱紙的制備方法，其特征在于，當(dāng)所述母板的材料為纖維素時(shí)，所述的除去母板是指將加壓熱處理后的所述層狀復(fù)合材料用丙酮水溶液進(jìn)行洗滌，脫去母板，所述的丙酮水溶液中，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 20% ;當(dāng)所述母板的材料為聚酯或含氟高聚物時(shí)，所述的除去母板是指將加壓熱處理后的所述層狀復(fù)合材料的所述母板剝除。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳纖維復(fù)合功能紙的制備方法，該方法包括以下步驟(1)碳纖維的預(yù)處理；(2)抄紙漿料的制備；(3)抄紙；(4)后處理。通過碳纖維的預(yù)處理可以有效減少分散劑的用量，減少浪費(fèi)和水的污染，在抄紙漿料的制備步驟中，可通過加入功能纖維實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合功能紙的功能化；在抄紙步驟中，通過形成一種纖維網(wǎng)絡(luò)/母板的層狀復(fù)合材料以提高纖維網(wǎng)絡(luò)固網(wǎng)前的機(jī)械性能和可加工性能。本發(fā)明所述的方法，在制備過程中避免了濕法抄紙工藝助劑用量大，水污染嚴(yán)重的問題，是一種綠色節(jié)能的制備方法，同時(shí)可采用除植物纖維以外的合成纖維作為基體，制備低定量、中定量、高定量的碳纖維復(fù)合功能紙。該方法具有成本低、方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，能夠適應(yīng)工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)的要求。
文檔編號(hào)D21H13/50GK103103869SQ2012105858
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者王彪, 施云舟, 王華平 申請(qǐng)人:東華大學(xué)