一种纤维毡及其制备方法和应用与流程

本发明属于纤维织物开发，涉及一种纤维毡及其制备方法和应用。背景技术：1、沥青基碳纤维在生产过程中由于工艺的操作问题等会产生很多废丝，例如废原丝、废预氧丝和废碳丝。而且这些废丝在生产收集过程中存在容易混杂，不好整理存放，后续利用率低等问题。废丝如何处理成为需要解决的一大问题，同时废丝回收也受到工业界和学术界广泛关注。对废弃碳纤维进行循环再利用是解决碳纤维废弃物回收问题的最佳途径。2、废丝回收制备碳毡由于加工工艺简单，生产成本较低而成为很多学者的研究热点，也是目前回收再利用最有效的方式之一。废丝制备碳纤维毡能够实现资源的有效利用和循环再利用，有助于减少废物产生，降低生产成本，并符合环保和可持续发展的要求。而沥青基碳纤维本身具有优异的性能，如高模量、高强度、耐高温等。因此，由废丝制备的碳纤维毡也继承了这些优点，在需要高性能材料的领域具有广泛应用前景。另外，得到的碳毡是一种轻质、高强、耐腐蚀的材料，可应用在多个领域，同时基于沥青基碳纤维本身的特殊性能可应用在保温隔热领域，如高温炉内壁的隔热材料，或用于半导体设备中降低设备干扰和噪声等。因此利用废丝制备碳纤维毡具有广阔的应用前景。3、但是由于废丝来源复杂，其质量可能存在较大差异，导致制备出的碳纤维毡性能不稳定，难以保证产品质量的一致性。另外，废丝中可能含有杂质或缺陷，这些杂质和缺陷在制备过程中可能难以完全去除，从而影响碳纤维毡的性能和使用寿命。另外，目前的制备工艺较为复杂，在碳纤维毡使用时，需要再次上胶，使用不方便。技术实现思路1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种纤维毡及其制备方法和应用，从而解决现有技术中利用废丝制备碳纤维毡工艺复杂，废丝来源复杂导致的产品质量存在较大差异、已经现有的纤维毡在使用时需要再次上胶，工艺复杂的技术问题。2、本发明是通过以下技术方案来实现：3、一种纤维毡的制备方法，包括以下步骤：4、s1：对沥青基碳纤维废丝进行切割，制得短切纤维；5、s2：对所述短切纤维进行热处理，得到石墨化的短切纤维；6、s3：将所述石墨化的短切纤维以及羟乙基纤维素加入水中，搅拌均匀，得到悬浮纤维液；7、s4：将所述悬浮纤维液成膜，得到湿态回收纤维毡，除去所述湿态回收纤维毡中的水分以及羟乙基纤维素后，在其表面涂覆粘接剂，经干燥热压后制得所述碳毡。8、优选的，沥青基碳纤维废丝进行整理短切之前，对所述沥青基碳纤维废丝进行预处理，所述预处理为首先采用流动水清洗5～10min，然后超声清洗5～15min，最后在60～80℃下烘干。9、优选的，所述沥青基碳纤维废丝包括废原丝、废预氧丝以及废碳丝中的一种或多种。10、优选的，当所述沥青基碳纤维废丝为废原丝时，在进行整理短切之前，还包括对其进行氧化处理，所述氧化过程中，氧化温度为160～300℃，氧化时间为60～120min。11、优选的，步骤s1中，所述短切纤维的长度为0.5～10mm。12、优选的，步骤s2中，所述热处理温度为2600～2800℃。13、优选的，步骤s3中，所述石墨化的短切纤维占水重量的0.1％～0.8％，所述羟乙基纤维素的浓度为5～15g/l。14、优选的，步骤s4中，热压温度为40～60℃，压力为0.3～0.5mpa。15、一种纤维毡，通过上述的方法制得。16、上述的一种纤维毡在隔热材料领域以及半导体设备中的应用。17、现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：18、本发明公开一种纤维毡的制备方法，以沥青基碳纤维废丝为原料，对其进行切割后，该过程使得原料的尺寸保持一致，并进行石墨化处理，该石墨化处理后纤维的力学性能和体密度增加，纤维电阻率会减小，有效提升了纤维毡的机械性能以及导电性能，确保了产品的质量，然后将石墨化的短切纤维以及羟乙基纤维素加入水中，羟乙基纤维素作为分散介质，有效提升了石墨化的短切纤维的分散均匀性，也使得成膜后的湿态回收纤维毡整体结构更加均一，有利于后续纤维毡的粘接，在去除水分以及羟乙基纤维素，在得到的产物表面设置粘接剂，干燥热压后，得到碳纤维毡，该过程中直接将粘接剂以干粉的形式设置在纤维毡表面，加热时，发生熔融，再经热压，直接固定在碳纤维毡的表面，简化了后续碳纤维毡的使用工艺，使其使用过程更加便捷。19、进一步的，在对所述沥青基碳纤维废丝进行整理短切之前，对所述沥青基碳纤维废丝进行预处理，所述预处理为首先采用流动水清洗5～10min，然后超声清洗5～15min，最后在60～80℃下烘干，该预处理过程可有效去除纤维表面杂质、灰尘、以及部分油剂和上浆剂，有效提高得到的纤维毡内部组织的结合力。20、进一步的，所述沥青基碳纤维废丝包括废原丝、废预氧丝以及废碳丝中的一种或多种，实现了对不同废丝的有效回收利用。21、进一步的，当所述沥青基碳纤维废丝为废原丝时，在进行整理短切之前，还包括对其进行氧化处理，所述氧化过程中，氧化温度为160～300℃，氧化时间为60～120min，该氧化处理过程使得原丝纤维的密度和强度均得到有效提升。22、进一步的，所述短切纤维的长度为0.5～10mm，可有效确保纤维毡的力学强度。23、进一步的，所述热处理温度为2600～2800℃。有效提升纤维的力学性能以及体密度，降低纤维电阻率。24、进一步的，所述石墨化的短切纤维占水重量的0.1％～0.8％，所述羟乙基纤维素的浓度为5～15g/l，以有效控制短切纤维悬浮液的粘度。25、进一步的，步骤s4中，热压温度为40～60℃，压力为0.3～0.5mpa，有效对纤维的表面和厚度进行改善。技术特征：1.一种纤维毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的一种纤维毡的制备方法，其特征在于，在对所述沥青基碳纤维废丝进行整理短切之前，对所述沥青基碳纤维废丝进行预处理，所述预处理为首先采用流动水清洗5～10min，然后超声清洗5～15min，最后在60～80℃下烘干。3.根据权利要求1所述的一种纤维毡的制备方法，其特征在于，所述沥青基碳纤维废丝包括废原丝、废预氧丝以及废碳丝中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种纤维毡的制备方法，其特征在于，当所述沥青基碳纤维废丝为废原丝时，在进行整理短切之前，还包括对其进行氧化处理，所述氧化过程中，氧化温度为160～300℃，氧化时间为60～120min。5.根据权利要求1所述的一种纤维毡的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述短切纤维的长度为0.5～10mm。6.根据权利要求1所述的一种纤维毡的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述热处理温度为2600～2800℃。7.根据权利要求1所述的一种纤维毡的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述石墨化的短切纤维占水重量的0.1％～0.8％，所述羟乙基纤维素的浓度为5～15g/l。8.根据权利要求1所述的一种纤维毡的制备方法，其特征在于，步骤s4中，热压温度为40～60℃，压力为0.3～0.5mpa。9.一种纤维毡，其特征在于，通过权利要求1～8中任意一项所述的方法制得。10.权利要求9中所述的一种纤维毡在隔热材料领域以及半导体设备中的应用。技术总结本发明公开一种纤维毡及其制备方法和应用，该方法对沥青基碳纤维废丝进行切割，制得短切纤维；对所述短切纤维进行热处理，得到石墨化的短切纤维；将所述石墨化的短切纤维以及羟乙基纤维素加入水中，搅拌均匀，得到悬浮纤维液；将所述悬浮纤维液成膜，得到湿态回收纤维毡，除去所述湿态回收纤维毡中的水分以及羟乙基纤维素后，在其表面涂覆粘接剂，经干燥热压后制得所述碳毡。该方法的预处理工艺有效确保了原料的一致性，确保了产品的质量，同时在纤维毡的制备过程中，加入粘接剂，简化了碳纤维毡后续使用的工艺过程，有效实现了资源的有效利用。技术研发人员：吴莎,周玉柱,康延涛,毕雅欣,叶林波受保护的技术使用者：陕西天策新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20