高温炉用低密度整体保温毡的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106365667A(43)申请公布日2017.02.01(21)申请号201610745661.6(22)申请日2016.08.29(71)申请人湖南省鑫源新材料股份有限公司地址414000湖南省岳阳市屈原管理区营田镇虎形山社区(72)发明人杨宇姜勇孟辉黄耀昕徐雄(51)Int.Cl.C04B35/83(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称高温炉用低密度整体保温毡的制备方法(57)摘要本发明涉及高温炉用配件技术领域，公开了一种高温炉用低密度整体保温毡的制备方法，该方法一方面对破碎好的短切碳纤维进行表面处理，另一方面将表面处理后的短切碳纤维与树脂粉末混合加压固化定型工艺，通过该方法，可以解决现有高温炉用保温材料制品生产周期长，制作成本高，可设计性差，产品质量一致性不稳定等难题，此外，采用该制备方法可以有效回收利用各类碳纤维制品的废料和边角余料，这不仅能降低生产成本，还能起到节能减排，保护环境的作用。CN106365667ACN106365667A权利要求书1/1页1.高温炉用低密度整体保温毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将各类碳纤维制品进行破碎，制备5-10cm的短切碳纤维；（2）将破碎好的短切碳纤维进行表面处理；（3）将表面处理后的短切碳纤维与粒径为10-100μm的热塑性酚醛树脂粉末按质量比2:3的比例放入混料机进行混合，混料时间为15-20h；（4）将混好的碳纤维树脂混合料放入耐热钢容器中，再将容器放入高压釜中进行固化定型处理；（5）将固化成型的预制体进行炭化处理，得到炭/炭低密度整体保温毡毛坯；（6）将炭化后的毛坯件进行高温石墨化处理；（7）将高温石墨化处理过的毛坯件按照产品图纸的设计尺寸进行精加工，即得到低密度整体保温毡成品。2.根据权利要求1所述的高温炉用低密度整体保温毡的制备方法，其特征在于，步骤（2）中表面处理的具体步骤为用丙酮浸泡2-3h，然后清洗烘干，再将烘干后的碳纤维浸泡在35%-70%的硝酸溶液中，并将溶液加热至60-80℃后保持1-3h。3.根据权利要求1所述的高温炉用低密度整体保温毡的制备方法，其特征在于，步骤（4）中固化定型的工艺为：首先将高压釜抽真空后通入氮气至0.5-2MPa，然后在2-3h内匀速升温至250-300℃，到达固化温度后卸压再保温1-2h停止加热，直到高压釜温度自然冷却到100℃以下后出炉。4.根据权利要求1所述的高温炉用低密度整体保温毡的制备方法，其特征在于，步骤（5）中炭化处理的具体步骤为采用氮气气氛中加热至800-1300℃，然后保温约3-10小时至所有树脂材料全部炭化结束。5.根据权利要求1所述的高温炉用低密度整体保温毡的制备方法，其特征在于，步骤（6）中高温石墨化处理的具体步骤为采用高纯氩气气氛中加热至1800-2500℃,然后保温约2-8h。6.根据权利要求1所述的高温炉用低密度整体保温毡的制备方法，其特征在于，步骤（7）后面还包括步骤（8）在成品表面进行涂层封孔处理，采用贴柔性石墨纸或刷涂封孔剂两种方式。2CN106365667A说明书1/3页高温炉用低密度整体保温毡的制备方法技术领域[0001]本发明涉及高温炉用配件技术领域，特别是涉及一种高温炉用低密度整体保温毡的制备方法。背景技术[0002]近些年来，随着粉末冶金、光伏行业的不断发展，相关企业对控制生产成本、提升产品尺寸、产能与质量的要求越来越高，作为主要生产设备的各类高温炉（真空炉、压力炉、多晶铸锭炉、单晶生长炉等）的设计尺寸也变得越来越大，这就相应的对热场保温材料的性能提出了更高的要求，总的来看，需要提升的性能体现在如下方面：首先，是具有更低的导热系数（即更好的保温性能），这样保证在同样的工作温度下，生产设备的能耗更低。其次，具有更高的力学性能，更高的力学性能不仅意味着保温材料在高温腐蚀性气氛下有更长的使用寿命，也保证了大尺寸产品在制作过程中不易变形，具有更好的可加工性与可设计性。最后，具有更好的质量一致性，高温炉的设计尺寸越大，炉内不同区域的温度均匀性越难保证，这就对保温材料的质量一致性提出了更高的要求。目前，高温炉用低密度保温毡的制作主要有三种工艺：一：直接采用5mm-10mm厚的软炭毡，根据热场的设计尺寸铺层拼接或者在石墨模具上缠绕成型，然后用碳纤维丝或炭绳针扎固定，最后进行粗略的修边裁剪即可安装使用。[0003]二：同样采用5mm-10mm厚的软炭毡，然后根据热场的设计形状和尺寸进行裁剪下料，然后用稀释的有机溶剂对已下好的软毡料进行喷涂，再将粘接剂刷涂在软毡表面后按图纸形状和尺寸进行铺层拼接或者在石墨模具上缠绕成型，拼接或缠绕至设计尺寸后在烘箱或平板热