一種碳纖維紙鋼原紙的生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】一種碳纖維紙鋼原紙的生產(chǎn)工藝，關鍵是：紙鋼原紙采用碳纖維和纖維素纖維作為原材料，所述的生產(chǎn)工藝過程包括：a、碳纖維長絲切斷為3～10mm的短纖維，對短切碳纖維進行表面研磨或高溫氧化處理，以陽離子聚丙烯腈胺為分散劑，將碳纖維在分散劑中疏解為均勻的單纖維懸浮液；b、將上述的單纖維懸浮液與纖維素纖維混合打漿制成成膜液體，在濕法無紡布設備上抄造成碳纖維紙鋼原紙。本發(fā)明利用碳系纖維和纖維素纖維為增強體制成碳纖維紙鋼原紙，并利用本發(fā)明碳纖維紙鋼原紙試制的碳纖維紙鋼，比強度、比剛度大于鋼材，以其強度大、質(zhì)量輕、耐酸堿、防靜電、電磁屏蔽等優(yōu)異材料性能，可在多種領域廣泛應用。
【專利說明】 一種碳纖維紙鋼原紙的生產(chǎn)工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于材料【技術領域】，涉及到一種碳纖維紙鋼新材料，更涉及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中碳纖維新材料領域，特別是這種新材料用在紙鋼原紙的生產(chǎn)工藝中。
【背景技術】
[0002]碳纖維是發(fā)明家愛迪生首先發(fā)現(xiàn)的一種新材料，上世紀50年代起逐步實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，由于其材料性能優(yōu)異初期用于航空、航天利于，近年來向工業(yè)和民用領域滲透，在碳纖維科學和生產(chǎn)領域還未有用其制作紙鋼的報導。
[0003]紙鋼是當代高科技的成果，它是用極細的金屬絲和纖維混在紙漿中，用造紙法制成的特殊材料，所以又叫金屬纖維紙。薄的僅零點幾毫米，和紙一樣薄，可是強度卻和鋼材相當；厚的可由幾層薄紙鋼片用合成樹脂粘合而成，厚度達2-3厘米。紙鋼可制成板材，亦可沖壓軋制成槽型、波型和各種異形材。
[0004]金屬纖維增強紙鋼一經(jīng)問世，就已呈現(xiàn)出廣闊的應用前景。國外已用它制造汽車、火車的車廂、飛機機身的內(nèi)壁材料。用紙鋼造的輕便房屋，可以裝拆轉(zhuǎn)運，適宜作臨時性的工廠、課堂和野營房屋用。
[0005]已往國外紙鋼的制造和中國的介紹，都是采用金屬纖維制造，強度一般，重量較重，韌性也不夠好，易斷。如果能將碳纖維材料應用到紙鋼中，那無疑是本領域中一項重大的技術突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了設計出一種全新材料的紙鋼原紙，采用了碳纖維和纖維素纖維相結(jié)合的方式制造紙鋼。
[0007]本發(fā)明采用的技術方案是，一種碳纖維紙鋼原紙的生產(chǎn)工藝，關鍵是:紙鋼原紙采用碳纖維和纖維素纖維作為原材料，所述的生產(chǎn)工藝過程包括:
[0008]a、碳纖維長絲切斷為3?IOmm的短纖維，對短切碳纖維進行表面研磨或高溫氧化處理，以陽離子聚丙烯腈胺為分散劑，將碳纖維在分散劑中疏解為均勻的單纖維懸浮液；
[0009]b、將上述的單纖維懸浮液與纖維素纖維混合打漿制成成膜液體，在濕法無紡布設備上抄造成碳纖維紙鋼原紙。
[0010]分散劑的用量為碳纖維干重的0.2%。
[0011]所述的碳纖維與纖維素纖維在制成的碳纖維紙鋼中的質(zhì)量百分比含量為1%?95%。
[0012]本發(fā)明的有益效果是采用了碳纖維和纖維素纖維制造紙鋼原紙，從而制成了非金屬材料紙鋼。碳纖維紙鋼原紙是制造碳纖維紙鋼的基礎材料，碳纖維強度是鋼的4倍、重量是鋼的1/10之一、是迄今為止唯一在2000°C強度不損失的材料，故利用碳纖維紙鋼原紙制造的紙鋼表現(xiàn)出更優(yōu)異的特性?！揪唧w實施方式】
[0013]一種碳纖維紙鋼原紙的生產(chǎn)工藝，關鍵是:紙鋼原紙采用碳纖維和纖維素纖維作為原材料，所述的生產(chǎn)工藝過程包括:
[0014]a、碳纖維長絲切斷為3?IOmm的短纖維，對短切碳纖維進行表面研磨或高溫氧化處理，以陽離子聚丙烯腈胺為分散劑，將碳纖維在分散劑中疏解為均勻的單纖維懸浮液；
[0015]b、將上述的單纖維懸浮液與纖維素纖維混合打漿制成成膜液體，在濕法無紡布設備上抄造成碳纖維紙鋼原紙。
[0016]分散劑的用量為碳纖維干重的0.2%。
[0017]根據(jù)碳纖維紙鋼制品不同強度要求，所述的碳纖維與纖維素纖維在制成的碳纖維紙鋼中的質(zhì)量百分比含量為
[0018]利用該技術按照碳纖維含量不同、紙張定量不同，分批次進行了試制:
[0019]碳纖維紙鋼原紙試樣一、
[0020]紙張定量: 46kg ；
[0021]碳纖維含量:12%。
[0022]碳纖維紙鋼原紙試樣二、
[0023]紙張定量: 46kg ；
[0024]碳纖維含量:30%。；
[0025]碳纖維紙鋼原紙試樣三、
[0026]紙張定量: 80kg ；
[0027]碳纖維含量:30%。
[0028]碳纖維紙鋼原紙試樣四、
[0029]紙張定量: IOkg ；
[0030]碳纖維含量:95%。
[0031]本發(fā)明利用碳系纖維和纖維素纖維為增強體制成碳纖維紙鋼原紙，并利用本發(fā)明碳纖維紙鋼原紙試制的碳纖維紙鋼，比強度、比剛度大于鋼材，以其強度大、質(zhì)量輕、耐酸堿、防靜電、電磁屏蔽等優(yōu)異材料性能，可在多種領域廣泛應用。
【權利要求】
1.一種碳纖維紙鋼原紙的生產(chǎn)工藝，其特征在于:紙鋼原紙采用碳纖維和纖維素纖維作為原材料，所述的生產(chǎn)工藝過程包括: a、碳纖維長絲切斷為3?IOmm的短纖維，對短切碳纖維進行表面研磨或高溫氧化處理，以陽離子聚丙烯腈胺為分散劑，將碳纖維在分散劑中疏解為均勻的單纖維懸浮液； b、將上述的單纖維懸浮液與纖維素纖維混合打漿制成成膜液體，在濕法無紡布設備上抄造成碳纖維紙鋼原紙。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種碳纖維紙鋼原紙的生產(chǎn)工藝，其特征在于:分散劑的用量為碳纖維干重的0.2%。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種碳纖維紙鋼原紙的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的碳纖維與纖維素纖維在制成的碳纖維紙鋼中的質(zhì)量百分比含量為1%?95%。
【文檔編號】D21H13/50GK103556523SQ201310419032
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權日:2013年9月16日
【發(fā)明者】王北亭, 王霄飛, 呂娟 申請人:王霄飛, 王北亭