專利名稱：一種硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種保溫隔熱材料表面處理工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硬質(zhì)符合纖維保溫材料的制作方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著真空爐使用行業(yè)的不斷發(fā)展，特別是太陽能行業(yè)單晶爐和多晶爐的大量需要，按現(xiàn)有工藝所生產(chǎn)出來的硬質(zhì)石墨氈無法滿足其使用要求，一種優(yōu)質(zhì)的高溫、高純、高強(qiáng)度的硬質(zhì)石墨保溫氈成為真空爐應(yīng)用企業(yè)的急需。傳統(tǒng)的高溫真空爐所使用的保溫材料多采用碳纖維軟氈，這種柔性軟氈必須依附在一定的鋼結(jié)構(gòu)支撐上(碳?xì)旨?，當(dāng)溫度超過1500°C時(shí)，碳?xì)旨軠囟葘⑦_(dá)到500°C以上， 由于碳?xì)值臒崤蛎浵禂?shù)為-0. 41 X 10-6/°C，碳鋼的熱膨脹系數(shù)為11. 3…13 X 10_6/°C。以直徑為IOOOmm的保溫筒計(jì)算，當(dāng)內(nèi)部溫度為1500°C，外部溫度為500°C時(shí)，直徑方向的變形為5. 815mm，圓周方向的變形為18. ^mm,嚴(yán)重影響碳?xì)衷谔細(xì)旨苌系墓潭ê蜏囟鹊倪M(jìn)一步提升。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高后，碳鋼的強(qiáng)度急劇下降，碳?xì)旨茏冃螄?yán)重，嚴(yán)重的甚至造成爐膛塌陷引發(fā)質(zhì)量事故?，F(xiàn)在流行的技術(shù)方案是利用軟炭氈(原氈)為原料，表面涂覆環(huán)氧樹脂，用模具定型，經(jīng)低溫碳化后，脫掉模具，而后經(jīng)過1800°C以下高溫石墨化，制作成為所需要的硬質(zhì)復(fù)合氈?，F(xiàn)有工藝路線如下工序一下料按照硬質(zhì)筒材的要求裁剪好碳?xì)置髁?；工序?表面涂覆將環(huán)氧樹脂等粘結(jié)劑涂覆在裁剪好的毛坯上；工序三定型用鋼模將原氈固定成需要的形狀；工序四烘干固化將毛坯連同模具放入低溫烘箱內(nèi)進(jìn)行初步定型固化；工序五機(jī)械加工脫模后，將毛坯按照最終的要求加工細(xì)節(jié)部位；工序六高溫石墨化將已最終定型的毛坯放入高溫石墨化爐中，進(jìn)行1800°C的高溫石墨化處理。這樣得到的產(chǎn)物有如下缺陷1、浸漬不充分，原氈表面有成型劑，而內(nèi)部不均勻；2、所形成的硬質(zhì)復(fù)合氈在使用中容易分層，結(jié)合不牢靠，且抗彎強(qiáng)度低，絕大部分都在4. 5MPa以下；3、受設(shè)備限制，溫度過低，石墨化不完全。經(jīng)測(cè)試，在1800°C以下處理的石墨纖維， 其磁阻在-0. 25—-0. 05之間。4、未進(jìn)行表面涂層處理，在低溫下極易氧化。 發(fā)明內(nèi)容CN 102531658 A
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的制造方法制造的碳纖維軟氈所存在的上述問題， 提供了一種新的制作方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料的制作方法，包括下述步驟(1)、將原料為軟碳?xì)值拿鹘菰诩尤肓吮砻婊钚詣┑恼辰Y(jié)劑中，充分?jǐn)嚢杈鶆颍籓)、步驟(1)中獲得的材料進(jìn)行固化后，將固化好的毛坯表面涂上一層抗氧化齊U，并烘干；(3)、將步驟O)中烘干后的毛坯放入高溫石墨化爐中，在2200°C以上的溫度下進(jìn)行高溫石墨化處理，即得高性能硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料。上述技術(shù)方案中所述的制作方法，其中，所述粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂。上述技術(shù)方案中所述的制作方法，其中，所述步驟O)中的固化是指先用模具將毛坯固定成需要的形狀，然后將毛坯連同模具放入低溫烘箱內(nèi)進(jìn)行初步定型固化。上述步驟O)中加入固化劑；所述固化劑為苯磺酸。上述步驟(3)中的毛坯表面覆蓋石墨紙。上述技術(shù)方案中所述的制作方法，其中，在步驟(1)之前還包括對(duì)毛坯的裁剪步
馬聚ο本發(fā)明的技術(shù)方案是用軟炭氈(原氈)為原料，浸泡在加入了表面活性劑的粘結(jié)劑中，用工業(yè)洗衣機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆?，再用模具定型，?jīng)低溫碳化后，脫掉模具，在表面再涂覆一層抗氧化材料，而后高溫石墨化，制作成為所需要的硬質(zhì)復(fù)合氈。本發(fā)明更加具體的的工藝路線如下工序一下料按照硬質(zhì)筒材的要求裁剪好碳?xì)置髁?；工序?浸泡將原氈浸泡在添加了表面活性劑的環(huán)氧樹脂中，并用工業(yè)洗衣機(jī)進(jìn)行充分的攪拌；工序三定型用鋼模將原氈固定成需要的形狀；工序四烘干固化將毛坯連同模具放入低溫烘箱內(nèi)進(jìn)行初步定型固化；工序五機(jī)械加工脫模后，將毛坯按照最終的要求加工細(xì)節(jié)部位；工序六抗氧化涂層將固化好的毛坯表面涂上一層抗氧化劑；工序七二次烘干將重新涂層的毛坯重新烘干；工序八高溫石墨化將已最終定型的毛坯放入高溫石墨化爐中，進(jìn)行2200°C的高溫石墨化處理。本發(fā)明具有以下有益效果1、采用整體浸泡帶攪拌的粘結(jié)劑涂覆方式，使粘結(jié)劑與碳?xì)殖浞只旌暇鶆?，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的浸漬不均勻的問題；2、在粘結(jié)劑中添加表面活性劑，使碳?xì)指鲗娱g粘性增強(qiáng)，層間剪切強(qiáng)度增加，提高了層間剪切強(qiáng)度；3、采表面抗氧化涂層的方式，提高了抗氧化性能，解決了現(xiàn)有技術(shù)的低溫氧化問題；4、采用2200°C的高溫石墨化爐進(jìn)行石墨化處理，使硬質(zhì)復(fù)合氈的石墨化程度更高，更充分。5、針對(duì)具有脂類物質(zhì)的工作環(huán)境，采用表面粘貼石墨紙的方式，有效的阻止了揮發(fā)性物質(zhì)侵入到石墨氈的內(nèi)層，解決了現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)部滲透和污染問題，提高了使用壽命。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的技術(shù)方案便于理解，以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1 —種硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料的制作方法，包括下述步驟(1)、將原料為軟碳?xì)?長炭纖維氈，密度為0. Ig/cm3)的毛坯浸泡在加入了表面活性劑的粘結(jié)劑環(huán)氧樹脂中(選用無水乙醇稀釋)，充分?jǐn)嚢杈鶆?；O)、步驟(1)中獲得的材料進(jìn)行固化后，將固化好的毛坯表面涂上一層抗氧化齊U，并烘干；(3)、將步驟O)中烘干后的毛坯放入高溫石墨化爐中，在2200°C以上的溫度下進(jìn)行高溫石墨化處理，即得硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料。實(shí)施例2 本實(shí)施例的制作方法與實(shí)施例1相同，具體的是將實(shí)施例1中的步驟O)中的固化是指先用模具將毛坯(短炭纖維氈，密度為0. 12g/cm;3)固定成需要的形狀，加入固化劑苯磺酸，然后將毛坯連同模具放入低溫烘箱內(nèi)進(jìn)行初步定型固化。實(shí)施例3 本實(shí)施例的制作方法與實(shí)施例2相同，為了能使制作所得的硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料能夠更好的使用，在實(shí)施例2中的步驟( 之前還包括對(duì)毛坯的裁剪步驟，裁剪步驟是為了使毛坯復(fù)合其應(yīng)用的硬質(zhì)筒材的要求。實(shí)施例4 本實(shí)施例的制作方法與實(shí)施例3相同，為了能使制作所得的硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料能夠更好的使用，在實(shí)施例3中的步驟(3)中的毛坯表面覆蓋石墨紙，有效的阻止了揮發(fā)性物質(zhì)侵入到石墨氈的內(nèi)層，解決了現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)部滲透和污染問題，提高了使用壽命。綜上所述，本發(fā)明的一種硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料的制作方法，采用整體浸泡帶攪拌的粘結(jié)劑涂覆方式，使粘結(jié)劑與碳?xì)殖浞只旌暇鶆?，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的浸漬不均勻的問題；在粘結(jié)劑中添加表面活性劑，使碳?xì)指鲗娱g粘性增強(qiáng)，層間剪切強(qiáng)度增加，提高了層間剪切強(qiáng)度；采表面抗氧化涂層的方式，提高了抗氧化性能，解決了現(xiàn)有技術(shù)的低溫氧化問題；采用2200°C的高溫石墨化爐進(jìn)行石墨化處理，使硬質(zhì)復(fù)合氈的石墨化程度更高，更充分；針對(duì)具有脂類物質(zhì)的工作環(huán)境，采用表面粘貼石墨紙的方式，有效的阻止了揮發(fā)性物質(zhì)侵入到石墨氈的內(nèi)層，解決了現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)部滲透和污染問題，提高了使用壽命。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上和實(shí)質(zhì)上的限制，凡熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用以上所揭示的技術(shù)內(nèi)容，而作出的些許更動(dòng)、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實(shí)施例；同時(shí)，凡依據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何等同變化的更動(dòng)、修飾與演變，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料的制作方法，包括下述步驟(1)、將原料為軟碳?xì)值拿鹘菰诩尤肓吮砻婊钚詣┑恼辰Y(jié)劑中，充分?jǐn)嚢杈鶆?；O)、步驟(1)中獲得的材料進(jìn)行固化后，將固化好的毛坯表面涂上一層抗氧化劑，并烘干；(3)、將步驟O)中烘干后的毛坯放入高溫石墨化爐中，在2200°C以上的溫度下進(jìn)行高溫石墨化處理，即得高性能硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料的制作方法，其特征在于所述粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料的制作方法，其特征在于所述步驟O)中的固化是指先用模具將毛坯固定成需要的形狀，然后將毛坯連同模具放入低溫烘箱內(nèi)進(jìn)行初步定型固化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料的制作方法，其特征在于在步驟(1)之前還包括對(duì)毛坯的裁剪步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料的制作方法，其特征在于所述步驟O)中加入固化劑；所述固化劑為苯磺酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料的制作方法，其特征在于所述步驟(3)中的毛坯表面覆蓋石墨紙。
全文摘要
本發(fā)明一種硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料的制作方法屬于一種保溫隔熱材料表面處理工藝技術(shù)領(lǐng)域。所述的制作方法下述步驟(1)、將原料為軟碳?xì)值拿鹘菰诩尤肓吮砻婊钚詣┑恼辰Y(jié)劑中，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?2)、步驟(1)中獲得的材料進(jìn)行固化后，將固化好的毛坯表面涂上一層抗氧化劑，并烘干；(3)、將步驟(2)中烘干后的毛坯放入高溫石墨化爐中，在2200℃以上的溫度下進(jìn)行高溫石墨化處理，即得高性能硬質(zhì)復(fù)合碳纖維保溫材料。本發(fā)明的制作方法具有能使粘結(jié)劑與碳?xì)殖浞只旌暇鶆?，使碳?xì)指鲗娱g粘性增強(qiáng)，提高層間剪切強(qiáng)度和抗氧化性能，并且石墨化程度更高、更充分；同時(shí)有效的阻止了揮發(fā)性物質(zhì)侵入到石墨氈的內(nèi)層，提高了使用壽命。
文檔編號(hào)C04B35/622GK102531658SQ201010593349
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者陳新華 申請(qǐng)人:湖南海鑫新材料股份有限公司