CN109594397A - 一种碳纤维纸抄造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳纤维纸抄造工艺，该碳纤维纸由碳纤维与可水溶性纤维混合的骨架层和植物纤维的承载层复合而成；该碳纤维纸各组分的重量份数为：碳纤维20～90份，水溶性纤维1～20份，植物纤维0～50份；骨架层由碳纤维和水溶性纤维在0.1～1w‰低浓状态下，经重量份数0～2份的分子量为250～300万的聚氧化乙烯分散剂分散后抄制，再多层复合；承载层为植物纤维抄制所得。采取本发明，碳纤维骨架层为主体且多层复合，抄造时纤维均匀分散，复合后的碳纤维能满足中高定量碳纤维纸的抄造要求；成型的碳纤维纸具有一定成纸强度，满足后期加工需求；承载层在湿纸状态下与骨架层复合，使纸页具有一定湿纸强度，克服碳纤维湿纸强度极低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳纤维纸抄造工艺。
背景技术
碳纤维作为无机高分子新型纤维材料，近年来一直是研究热点。其中一个重要的方向就是将碳纤维抄制成纸，作为燃料电池中关键部件之一的气体扩散层的基纸。目前国内碳纤维纸普遍存在柔韧性差，导电性能、透气性能及强度性能指标不能同时满足使用要求的问题，同国外先进水平相比还有很大差距，这一现状严重影响和制约我国燃料电池的商业化。另一方面，碳纤维纸在抄造过程中存在长纤维分散困难，湿纸幅强度极低，不能满足纸机正常运行的的问题，同时碳纤维原料的长度，分散程度将直接影响成纸的各项性能。
发明内容
本发明的目的是提供能保证碳纤维成纸的整体纤维匀度，同时拥有一定的湿纸强度和干纸强度以满足纸机生产和碳纤维纸的后期加工需要的一种碳纤维纸抄造工艺。
本发明所采取的技术方案是：一种碳纤维纸抄造工艺，其特征在于该碳纤维纸由碳纤维与可水溶性纤维混合的骨架层和植物纤维的承载层复合而成；该碳纤维纸各组分的重量份数为：碳纤维20～90份，水溶性纤维1～20份，植物纤维0～50份；骨架层由碳纤维和水溶性纤维在0.1～1w‰低浓状态下，经重量份数0～2份的分子量为250～300万的聚氧化乙烯分散剂分散后抄制，再多层复合；承载层为植物纤维抄制所得。
一种碳纤维纸抄造工艺，其特征在于植物纤维是木材纤维、竹纤维、纤维素纳米纤维其中的一种或者几种的混合物。
所述的一种碳纤维纸抄造工艺，其特征在于骨架层和承载层之间在湿纸状态下直接复合。
采取本发明，碳纤维骨架层为主体且多层复合，同时每一层都在低浓状态下抄造，保证抄造时纤维的均匀分散，克服了碳纤维在较大浓度时分散效果差的问题，使得每一层碳纤维都在良好的分散状态下抄纸，复合后的碳纤维可以满足中高定量碳纤维纸的抄造要求；与碳纤维一起分散混合的可水溶性纤维在后期烘干过程中会融化粘结，帮助成型的碳纤维纸具有一定的成纸强度，满足后期加工需求；承载层为薄薄的一层针叶木纤维层，在湿纸状态下与骨架层复合，使整体纸页具有一定的湿纸强度，克服碳纤维湿纸强度极低，无法满足纸机运行的问题。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
一、实施例一，本实施例提供一种40g/m2的3mm碳纤维纸的抄造方法，按重量份数计包括3mm碳纤维20份，针叶木纤维木浆5份，水溶性纤维0.8份，具有250万～300万分子量的聚氧化乙烯0.05份，具体包括如下步骤。
1、按上述配料将3mm碳纤维和水溶性纤维在搅拌桶中稀释成浓度0.6‰的混合液，搅拌5分钟备用，将针叶木纤维木浆于高频疏解机进行疏解打浆，再在配浆池稀释成浓度3.5%的浆料。
2、往3mm碳纤维混合液中加入上述配料中的250～300万分子量的聚氧化乙烯，进行搅拌混合，搅拌时间10分钟。
3、将步骤二得到的碳纤维分散液以及步骤一得到的针叶木浆上圆网纸机抄造复合及压榨烘干得到成纸，抄造时3mm碳纤维分别由2个圆网抄制再复合在一起。
二、实施例二，本实施例提供一种35g/m2的5mm碳纤维纸的抄造方法，按重量份数计包括3mm碳纤维20份，针叶木纤维木浆3.5份，水溶性纤维1份，具有250万～300万分子量的聚氧化乙烯0.07份，具体包括如下步骤。
1、按上述配料将3mm碳纤维和水溶性纤维在搅拌桶中稀释成浓度0.35‰的混合液，搅拌5分钟备用，将针叶木纤维木浆于高频疏解机进行疏解打浆，再在配浆池稀释成浓度3.5%的浆料。
2、往3mm碳纤维混合液中加入上述配料中的250～300万分子量的聚氧化乙烯，进行搅拌混合，搅拌时间10分钟。
3、将步骤二得到的碳纤维分散液以及步骤一得到的针叶木浆上圆网纸机抄造复合及压榨烘干得到成纸，抄造时5mm碳纤维分别由3个圆网抄制再复合在一起。
Claims (3)
1.一种碳纤维纸抄造工艺，其特征在于该碳纤维纸由碳纤维与可水溶性纤维混合的骨架层和植物纤维的承载层复合而成；该碳纤维纸各组分的重量份数为：碳纤维20～90份，水溶性纤维1～20份，植物纤维0～50份；骨架层由碳纤维和水溶性纤维在0.1～1w‰低浓状态下，经重量份数0～2份的分子量为250～300万的聚氧化乙烯分散剂分散后抄制，再多层复合；承载层为植物纤维抄制所得。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维纸抄造工艺，其特征在于植物纤维是木材纤维、竹纤维、纤维素纳米纤维其中的一种或者几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维纸抄造工艺，其特征在于骨架层和承载层之间在湿纸状态下直接复合。
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