本发明涉及碳纤维织物生产领域，特别涉及一种电加热用碳纤维织物的制备方法。
背景技术：
目前，比较常见的柔性电加热材料主要有两类，一类为合金电热材料，主要由铜镍等金属合金材料制作而成。合金电热材料因其发展时间较长，技术成熟稳定，成本低廉，拥有着较大的市场占有率。但在使用过程中，传统的合金电热材料会发生腐蚀、老化等现象，同时其驱动电压通常较高，会产生明火，具有一定的安全隐患。另一类为碳加热材料，碳电热材料作为一种新型的加热材料，因其电热转化率高、可低电压驱动以及加热安全等优势发展迅速。目前常见的碳类电热材料主要有石墨烯、碳纳米管、碳纤维等。其中，石墨烯电热材料在制备过程中需要在石墨烯粉末中添加树脂，受ptc电阻特性影响，长期使用电阻会发生不可逆变化，因此使用稳定性能较差。碳纳米管用于柔性电热材料的制备具有较好的稳定性，但是碳纳米管造价高、生产速率极低，限制了其大规模使用。碳纤维电热材料主要有两类，一类为预浸料碳纤维编织而成的碳纤维布，此类材料由于碳纤维上浸有环氧树脂，极大的影响了其碳纤维的电热转化率；另一类为碳纤维毡，碳纤维毡是通过短切碳纤维与胶黏剂铺网、压片、粘结而成，受胶黏剂影响，方阻增大，电热转化率下降。
就碳纤维织物的制备而言，专利cn206127590u公开了一种采用碳纤维丝以及特殊编织工艺制备具有良好剪切性能的碳纤维织物的方法，此方法使用的碳纤维丝为浸有预浸料的碳纤维丝，工艺步骤为原丝先碳化后编织。目前，市面上大部分碳纤维织物均是采用此类先碳化后编织的工艺，由碳纤维预浸丝编织而成。就通过先纺织、后碳化的方式制备碳纤维织物而言，专利cn107715847a公开了一种高性能活性碳纤维的制备方法，其产品主要用于吸附过滤领域，因其产品孔隙率高、电阻高，并不适用于电热领域。专利cn108014748a也公开了一种活性炭纤维的制备方法，目的是用于制备多孔吸附碳纤维材料，其产品同样由于电阻高、热效率低、加热不均匀而并不适用于电热领域。同样的，专利cn1354292公开了一种活性碳纤维毡、布连续制备的方法，此方法通过先编织，再碳化，最后活化的方法制备的碳纤维布孔隙均匀，但碳化不够彻底，方阻较高，电热转化率低，同样不适用于电加热领域。
总之，现有文献中均未发现有关采用先纺纱、织造，后多步碳化的方法制备柔性电加热用碳纤维织物的报道，亦未见相关产品在市场上出现。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种无胶柔性碳纤维织物的制备方法，用于电加热领域，通过采用本方法制备的碳纤维织物为100％碳纤维材料，里面不含胶质成分，具有良好的柔软、可折叠性能，实现降低电阻，电热转化率高的效果，并且长期使用电阻不会发生改变，寿命长。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，
一种电加热用碳纤维织物的制备方法，所述制备方法步骤如下：
(1)将碳纤维原丝通过纺纱、织造的方法编织原布；
(2)采用自制处理剂对原布进行浸轧处理，以增加碳化得率并对织物表面进行刻蚀，减少碳化时间；
(3)将处理好的原布在200℃——300℃下进行预氧化处理；
(4)在600℃——900℃下对预氧化织物进行低温碳化；
(5)将低温碳化织物在1200℃——1800℃下进行高温碳化，制备成具有柔软、低电阻、适用于电加热的碳纤维织物；
优选的，所述制备方法中所用的碳纤维原丝为聚丙烯腈长丝或粘胶长丝；
优选的，所述制备方法方法中所用的纺纱方法为长丝加捻、并捻纺纱或者将长丝切短为单纤长度不小于5cm的短丝后进行纺纱加捻；
优选的，所述制备方法方法中所用的织造方法为机织或针织或非织造。
优选的，所述制备方法中所用的处理剂为磷酸铵和磷酸二氢铵的混合溶液，其混合比例为磷酸铵：磷酸二氢铵＝0.2——0.5；
优选的，所述制备方法中所采用的浸轧工艺为：处理剂用量20g/l—100g/l；一浸一轧，带液率50％—70％；烘干温度100℃—120℃，时间为2—3min；
优选的，所述制备方法中所用的预氧化条件为：在空气中进行预氧化，温度为200℃——300℃，预氧化时间为60min—90min，预氧化过程中施加较小牵引力，保持布面平整；
优选的，所述制备方法中所采用的碳化温度为600℃—900℃，时间为10min—15min，气氛环境为高纯n2，n2纯度大于等于99％，低温碳化过程中施加牵引力，控制缩率≤20％；
优选的，所述制备方法中所采用的碳化温度为1200℃—1800℃，时间为3min—8min，气氛环境为高纯n2，n2纯度大于等于99％，高温碳化过程中施加牵引力，控制缩率≤20％。
本发明的优点在于，
1、采用本制备方法的碳纤维织物为100％碳纤维，含胶量为0，方阻小于1ω，手感柔软、质地均匀；
2、采用本工艺制备的碳纤维织物加工而成的电热片，具有发热均匀，可反复揉搓、折叠、水洗等特征，其电热转化率高达99.9％；
3、由于织物中不含树脂等胶质，不受ptc电阻特性的影响，多次反复加热后，电阻都不会发生任何变化；
4、本制备方法的碳纤维织物耐腐蚀、耐酸碱、耐老化等各项性能优良，使用寿命长。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
实施例1
步骤一：选用300d，120f的粘胶纤维长丝，进行加捻，捻度150。在剑杆织机上编织为克重240克/m2的平纹织物。
步骤二：称取磷酸铵20g，磷酸二氢铵40g，加入940g水，充分搅拌均匀。配制成磷酸铵：磷酸二氢铵＝0.5，浓度60g/l的混合溶液。
步骤三：采用步骤二制备的磷酸铵/磷酸二氢铵混合溶液对步骤一编织的平纹粘胶织物进行处理，处理工艺为浸轧处理，调节轧车压力为3kg，一浸一轧，带液率70％。采用定型机对浸轧后的织物进行烘干，烘干温度100℃，时间3min。
步骤四：将步骤三处理好的织物绷紧、固定在采用石墨制作的夹持架上，放置于高温气氛烧结炉中进行预氧化处理，热处理温度260℃，时间60min，热处理气氛为空气。
步骤五：将步骤四制备的预氧化织物继续在高温气氛烧结炉中进行进一步碳化处理。在高温气氛烧结炉中充入高纯度n2，n2纯度≥99％。设置升温速率为15℃/min，升温至900℃，保持900℃高温10min。
步骤六：设置高温气氛烧结炉的升温速率为15℃/min，升温至1800℃，保持1800℃高温3min。然后开始降温，待高温气氛烧结炉炉腔温度降至室温后，取出织物。
采用方阻仪对所制备的碳纤维织物的阻值进行测量；采用分析天平对碳纤维织物的克重进行测量；采用拉伸强力仪对织物的拉伸强力进行测试；采用gb7287.7-1987所述方法对碳纤维织物的电热辐射转化率进行测试。
测试结果如下：
所制备碳纤维织物的方阻为0.9ω/cm3；克重为80g/m2；拉伸强力为102n；电热辐射转化率为98.6％。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。