[發明專利]一種用炭氈廢料加工制造短切炭纖維與炭顆粒混合物的方法

在審

• 申請號: 201510406996.0
• 申請日: 2015-07-13
• 公開（公告）號: CN105016325A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 沈鐳;李崇新;劉哲;高廣穎;徐翔
• 申請（專利權）人: 河南新能碳素科技有限公司;沈鐳
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新;楊海霞

技術領域

本發明屬于炭氈廢料處理加工技術領域，具體涉及一種用炭氈廢料或邊角料加工制造短切炭纖維與炭顆粒混合物的方法。

背景技術

炭氈是高溫爐保溫和加工制作定型炭纖維高溫隔熱材料的主要原料。在炭氈生產及再加工的使用過程中，不可避免的會出現不合格品以及裁切、切削的邊角料等無法直接使用的廢料。現在對于這些邊角料或廢料的處理方法，或被用于修路的鋪墊材料，或被簡單地填埋。但目前國際上的新規定已禁止這樣處理，原因在于碳纖維自然分解非常困難，會污染環境。而另一種處理辦法是燃燒，但對這樣昂貴的炭纖維材料來說太可惜了。

此外，把這些廢料加工成短切炭纖維，添加到合成材料中可以作為一種增強材料。但是這些短切炭纖維很容易結團成球，不能成為連續的均勻相，尤其當填加量較大時，一團團的小球球無法均勻分散在樹脂中，使其在實際應用中大大受到限制。而炭纖維的柔軟和高強度特性，使僅僅依靠采用普通的沖擊式粉碎機進行粉碎，就希望獲得分布均勻且不纏繞結團的短切炭纖維來說變得非常困難。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術缺陷，提供一種用炭氈廢料加工制造短切炭纖維與炭顆粒混合物的方法，采用該方法所得產品不纏繞且沒有結團成球現象，分布均勻，加工成本較低。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用炭氈廢料加工制造短切炭纖維與炭顆粒混合物的方法，其包括如下步驟：

1）將熱固性液態酚醛樹脂用無水乙醇進行稀釋或配有常溫固化劑的環氧樹脂用稀釋劑進行稀釋獲得浸漬劑，然后將炭氈放入浸漬劑中浸漬，浸漬均勻后晾置24h以上使稀釋劑中的溶劑揮發徹底，而同時環氧樹脂也固化完全；

2）用酚醛樹脂浸漬的炭氈需轉入烘箱中于100－150℃加熱固化2－3h，使酚醛樹脂固化完全；

3）將浸漬劑固化了的炭氈移至炭化爐在氬氣氛圍或真空狀態下以2－5℃/min的速度升溫至1200－1850℃無氧炭化2－5h；

4）炭化后產物在沖擊式粉碎機中進行粉碎，粉碎產物過30－60目篩即得。

具體的，熱固性液態酚醛樹脂與無水乙醇的重量比為1：2－4；環氧樹脂與稀釋劑的重量比為1：1.5－2.5；炭氈與浸漬劑的重量比為1：6－8。

環氧樹脂用稀釋劑可以是丙酮、丁酮、環己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯和無水乙醇中的一種或兩種以上的混合物。

使用環氧樹脂時，需添加一定量的固化劑，在常溫下可使環氧樹脂固化并賦予其如粘結等各種優良性能，此為本領域公知常識，故不再贅述。

本發明克服現有技術存在的缺陷，提供了一種僅僅依靠普通的沖擊式粉碎機就可以將其粉碎，并且短切炭纖維不纏繞沒有結團成球現象，分布均勻，加工成本較低的短切炭纖維與炭顆粒呈共混狀態的混合物的制備方法。采用本發明方法，所得產物中短切炭纖維的含量可達到60%以上，其余為樹脂分解炭。樹脂分解炭的存在，一方面可以用作顆粒狀增強材料，另一方面可作為短切炭纖維防止纏繞和結團的隔離劑，使短切炭纖維能夠均勻分散，效果明顯。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明的技術方案作進一步地詳細介紹，但本發明的保護范圍并不局限于此。

實施例1

一種用炭氈廢料加工制造短切炭纖維與炭顆粒混合物的方法，其包括如下步驟：

1）浸漬劑配制：將58g熱固性酚醛樹脂和122g無水乙醇攪拌均勻制得浸漬劑；

2）浸漬：將尺寸為95×200×10mm，重量為24.65g的炭氈浸入配制好的浸漬劑中，使浸漬劑均勻分散在炭氈中；

3）晾置：浸漬后的炭氈室溫晾置24小時以上，使無水乙醇完全揮發；

4）加熱固化：室溫晾置后的炭氈于烘箱中在130℃加熱固化3小時，固化后炭氈增重至63.44g；

5）炭化：固化后產物移至炭化爐內，在氬氣氛圍下，以2℃/分鐘的速度升溫至1200℃，并且在1200℃保溫5小時，隨爐降溫，完成炭化。炭化后產物重41.18g；

6）粉碎、過篩：炭化后產物可以直接用沖擊式粉碎機粉碎。粉碎后產物過30目篩網，即得與炭顆粒共存的短切炭纖維，其中炭纖維含量約為64.8%。

實施例2

一種用炭氈廢料加工制造短切炭纖維與炭顆粒混合物的方法，其包括如下步驟：

1）浸漬劑配制：將38g熱固性酚醛樹脂和152g無水乙醇攪拌均勻制得浸漬劑；

2）浸漬：將尺寸為102×200×10mm，重27.22g的炭氈浸入浸漬劑中，使浸漬劑全部均勻浸沒炭氈，實耗浸漬劑約180g；。