[發明專利]一種高溫爐用新型短纖維保溫氈筒的制備方法

在審

• 申請號: 201810066847.8
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108101569A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 陳小飛;張貴歧;姜召陽;羅昆鵬;于洪剛;王春梅;高曉佳;曹磊;崔樹永
• 申請（專利權）人: 航天睿特碳材料有限公司
• 主分類號: C04B35/84
• 分類號: C04B35/84;C04B35/83;C01B32/05
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 談杰

本發明公開了一種高溫爐用新型短纖維保溫氈筒的制備方法，首先按照保溫氈筒產品的規格，設計由套裝在一起的內模具、外模具組成的成型模具，內模具中心連接抽水管路，所述抽水管路連接真空系統；其次，將碳纖維、樹脂與純水按照1~10:1~10：10~1000的質量份比例混合均勻，邊攪拌邊將成型模具吊入混好的料漿中，打開真空系統，短纖維順著水流方向在成型模具上實現纖維分布定型成型，最后將成型完的保溫氈筒在惰性氣體保護或真空條件下進行固化處理、碳化處理、成型模具脫模以及高溫處理，即得到高性能的保溫氈筒；與現有技術相比，本發明具有短纖維分布定向、保溫性能優異，設備簡單，可實現纖維和樹脂的一次成型，成本低等優點。

技術領域

本發明屬于固化設備技術領域，具體的說涉及一種高溫爐用新型短纖維保溫氈筒的制備方法。

背景技術

碳/碳保溫料由于其優異的高溫力學性能、保溫性能、抗侵蝕及抗氧化等性能，已經成為高溫熱場保溫件的發展方向。目前，國內高溫爐用碳/碳復合材料保溫氈筒以卷繞結構為主，即以碳氈或石墨氈為原材料，樹脂作為粘接劑，卷繞成型后經固化、碳化、石墨化處理制備而成，其優點是工藝簡單、易成型，但存在較多不足之處，如保溫性能較差、異型件制備困難、層間結合力差、在使用過程中易出現分層等。

近年來，一些研究機構或生產廠家提出來一些新的制備方法，發明專利CN106747552A公開了一種采用包覆粘接劑的復合碳纖維真空抽吸制備預制品，后經碳化、石墨化處理制備復合碳纖維保溫筒的方法，該方法制得產品具備隔熱性能好，強度高等優點，不足之處在于：需先制備包覆粘接劑的復合碳纖維，工藝復雜，且需使用大量的有機溶劑，不利于批量化生產；大連理工高郵研究院有限公司申請的CN203360941U真空抽濾法連續制備保溫筒的裝置，將漿料攪拌設備、漿料存儲設備、保溫筒成型設備、傳送設備、樹脂澆注設備、烘干設備 合理組合到一起，使真空抽濾法生產保溫筒具有連續可控的特點，可實現連續生產保溫筒，提高了生產效率，但該發明需要在產品成型后，進行烘干和樹脂澆注處理，工藝路線長，生產成本高。

發明內容

本發明為解決傳統卷繞保溫氈筒存在的整體性差、易分層、保溫性能差等不足，研發了一種高溫爐用新型短纖維保溫氈筒的制備方法，大幅提高保溫性能，同時該方法具有設備簡單、利于批量生產等特點。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種高溫爐用新型短纖維保溫氈筒的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照保溫氈筒產品的規格，設計成型模具，成型模具由套裝在一起的內模具、外模具組成，內模具和外模具均為圓筒結構，內、外模具均勻分布有若干孔，孔密度為500~2000/m2，內模具中心連接抽水管路，所述抽水管路連接真空系統；

（2）將碳纖維、樹脂與純水按照1~10:1~10：10~1000的質量份比例混合均勻，使其溶液分散性良好，單根纖維懸浮于水中，無團聚現象；

（3）邊攪拌邊將成型模具吊入混好的料漿中，打開真空系統，短纖維順著水流方向在成型模具上實現纖維分布定型成型，待水全部流出無滴水后，短纖維定型分布的保溫氈筒成型完成；

（4）將成型完的保溫氈筒連同成型模具一起放入烘箱中，在惰性氣體保護或真空條件下進行固化處理、碳化處理、成型模具脫模以及高溫處理，即得到高性能的保溫氈筒，所述固化處理溫度為140~220℃，固化時間5~15h，保溫2~6h；所述碳化處理溫度為500~900℃，碳化時間50~70h，保溫2~6h；所述高溫處理溫度為1700~2400℃，高溫處理時間24~48h，保溫2~6h。

作為優化的，所述內模具內徑較產品內徑小2~10mm；所述外模具內徑較產品外徑大2~10mm。

作為優化的，步驟（2）中所述碳纖維為短切碳纖維，長度為0.5~5mm之間，種類為東邦HTS40-12K或東麗T300-12k；所述樹脂為水溶性酚醛樹脂或粉體酚醛樹脂。