[發明專利]瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒及其制造方法

有效

• 申請號: 201410505942.5
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104261853A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 陳惠龍;鄭淑云;王紅偉;張作楨;樸成軍;李里;崔欣
• 申請（專利權）人: 遼寧奧億達新材料有限公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/622
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

1.瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒，包括瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒本體，其特征在于，所述瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒本體是由瀝青基碳纖維無紡氈與有機粘結劑+溶劑的混合液混合后經定型、固化、碳化/石墨化處理后的筒狀體，瀝青基碳纖維無紡氈由瀝青經紡絲、預氧化和碳化制得，瀝青基碳纖維無紡氈、粘結劑、溶劑的重量份比例為：100：30～200：18～600。

2.根據權利要求1所述的瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒，其特征在于，所述瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒本體內/外表面或內、外表面經磨光后依次涂刷碳材料粘結劑層并粘貼石墨紙/碳纖維布，成品經固化、碳化處理。

3.根據權利要求1所述的瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒，其特征在于，所述有機粘結劑為酚醛樹脂、環氧樹脂、呋喃樹脂、脲醛樹脂、乙烯基酯樹脂、聚酰胺、丙烯酸樹脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚苯乙烯、瀝青和焦油中的一種或多種；所述溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、糠醇、糠醛、丙酮、苯、甲苯中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒，其特征在于，所述瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒本體每層間設有可碳化加固層，可碳化加固層為無紡布、紗布、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚丙型膜、聚苯乙烯膜、聚丙烯酸樹脂膜、聚酰亞胺膜、聚苯醚樹脂膜、聚酰胺膜和聚苯醚樹脂膜中的一種或多種。

5.根據權利要求2所述的瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒，其特征在于，所述碳材料粘結劑層由碳材料粘結劑涂刷而成，碳材料粘結劑由可碳化材料、分散劑、短切或磨碎碳纖維、石墨粉、碳化硅粉和硅粉按重量份比例混合攪拌均勻制成，各組分的重量份比例為：可碳化材料40～100重量份、分散劑40～160重量份、短切或磨碎碳纖維5～20重量份、石墨粉25～50重量份、碳化硅粉10～30重量份、硅粉5～20重量份；其中石墨粉顆粒直徑為10-600μm，碳化硅粉粒度為200-1000目，硅粉粒度為200-1000目。

6.根據權利要求5所述的瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒，其特征在于，所述可碳化材料為酚醛樹脂、環氧樹脂、呋喃樹脂、脲醛樹脂、乙烯基酯樹脂、聚酰胺、丙烯酸樹脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚苯乙烯、瀝青或焦油中的一種、兩種或兩種以上組合；所述分散劑為甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、糠醇、糠醛、丙酮、呋喃甲醇、呋喃甲醛、苯或甲苯中的一種、兩種或兩種以上組合。

7.根據權利要求5所述的瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒，其特征在于，所述短切或磨碎碳纖維為瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維或聚丙烯氰基碳纖維中的一種、兩種或兩種以上組合，碳纖維平均長度為10～1200μm。

8.根據權利要求1所述的瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒，其特征在于，所述瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒本體內/外表面或內、外表面經涂層浸漬/氣相沉積處理，成品整體經固化、碳化處理。

9.根據權利要求1所述的瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒的制造方法，瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒本體未經表面處理，其特征在于，包括如下步驟：

1)對瀝青進行紡絲，通過收絲后形成無紡氈，然后預氧化處理，再進行碳化得到瀝青基碳纖維無紡氈；

2)瀝青基碳纖維無紡氈與有機粘結劑+溶劑形成的混合液充分混合，通過噴涂、涂刷或浸漬的方式使粘結劑混合液充分浸潤瀝青基碳纖維無紡氈；

3)將浸潤了有機粘結劑+溶劑混合液的瀝青基碳纖維無紡氈纏繞在內模具上，纏繞時先將瀝青基碳纖維無紡氈放在可碳化加固層上，利用可碳化加固層將瀝青基碳纖維無紡氈緊緊纏繞在內模具上，達到要求的厚度后預成型完畢，然后將外模具套裝上，加壓將預成型筒壓實；

4)固化處理：將步驟3)制得的瀝青基碳纖維無紡氈預成型筒連同模具放入烘箱內，在130～350℃溫度下進行固化處理；

5)碳化/石墨化/碳化+石墨化處理：將固化處理后的預成型筒脫模，然后放入真空爐或惰性氣氛下碳化，碳化溫度700～1200℃；或進行石墨化處理，石墨化溫度為1800～2500℃；或在700～1200℃溫度下碳化后再在1800～2500℃溫度下石墨化處理；制得瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒本體。

10.根據權利要求2所述的瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒的制造方法，對瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒本體進行表面處理，其特征在于，包括如下步驟：

1)將瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒本體進行機加表面磨光處理，使表面平整；

2)在內/外表面或內、外表面涂刷碳材料粘結劑形成碳材料粘結劑層，在碳材料粘結劑層上粘貼石墨紙或碳纖維布；

3)將表面粘貼石墨紙或碳纖維布后的瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒本體放入加熱爐中，以1～15℃/min的升溫速率升溫到150～350℃，在此溫度下恒溫加熱1～5.5h，固化碳材料粘結劑層；最后在1000℃～1800℃溫度的惰性氣氛或真空下碳化，制成瀝青基碳纖維無紡氈保溫筒。