[發明專利]一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法

有效

• 申請號: 201810959133.X
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109056186B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 郭建軍;劉二良;郭建明;楊艷文
• 申請（專利權）人: 青島高泰新材料有限公司
• 主分類號: D04H1/4374
• 分類號: D04H1/4374;D04H1/4242;D04H1/593;D04H18/02;D06C7/04
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 劉曉娟

1.一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

(1)以碳含量≥92％的碳纖維為原料，將碳纖維切短，用梳理機梳理成毛絲并制成網胎，網胎克重為20-400g/m²，厚度為0.2-200mm，針刺后產品的密度為0.08-0.16g/cm³，碳纖維排布方向與網胎所在平面基本一致；

(2)使用針刺方法將數層網胎針刺復合成一個網胎單元，或者使用針刺方法將單層網胎與防護膜層針刺復合成一個網胎單元，針刺的密度為2-50針/cm²；

(3)將網胎單元環繞在托網磨具上面，使用弧形剝網針刺裝置將網胎單元，依次反復針刺到需要規格胚體；同時在針刺過程托網磨具需環繞軸順時針和軸向同步點動移動，每次同步環繞旋轉弧長2mm-30mm，軸向同步點動移動距離0.5mm-9mm，形成-90度到90度多角度方向針刺纖維；

(4)使用高滲透霧氣噴涂方法對上述制得的胚體進行內部單向噴膠，膠液自胚體內壁向外壁依次呈單方向連續運動，直到胚體的各部位均布膠液；

(5)將噴膠后的胚體置放在195℃的熱壓機固化成型，并保持此溫度下持續1-10小時后，讓熱壓機自然降溫到100℃以下，取出產品準備碳化；

(6)將上步驟產品放置到碳化設備中，設定升溫曲線，用時3h升溫至300℃，此時通入氬氣保護，用時20h升溫至700℃，再用時3.5h升溫至1050℃，1050℃下恒溫3-10小時，自動降溫至60℃以下，將產品取出準備高溫純化；

(7)將碳化后的產品置于高溫純化設備中，抽真空至10帕以下，設定升溫曲線，用時5h升溫至1050℃，用時6h升溫至1600℃，用時6h升溫至2200℃，2200℃下恒溫3-10小時，自動降溫至60℃以下，將其取出即得到碳纖維硬質保溫氈初級產品；

(8)將上述初級產品機械加工成高溫爐所需產品；

制備得到的保溫筒密度在0.16g/cm³至0.2g/cm³。

2.根據權利要求1所述一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中碳纖維是黏膠、瀝青、聚丙烯晴、酚醛為原料碳化而成的碳纖維。

3.根據權利要求1所述一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中防護膜層數量至少為1層，防護膜包括50k、24k、12k、6k碳纖維布或高密度無緯布。

4.根據權利要求1所述一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中網胎的層數為2-40層，網胎單元層與防護膜層的組合排列方式是一層對一層。

5.根據權利要求1所述一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中網胎單元反復針刺的針刺后產品密度為0.08-0.16g/cm³。

6.根據權利要求1所述一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中弧形剝網針刺裝置包括弧形剝網針刺裝置包括針、托網模具、弧形針板、弧形活動剝網板，所述托網板、弧形針板和弧形活動剝網板均設置為弧形曲率一致的弧形瓦片狀結構，弧形針板和弧形活動剝網板懸置于托網模具上方。

7.根據權利要求6所述一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中圓形磨具外層鋪設有10mm-30mm的毛氈。

8.根據權利要求6所述一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中弧形剝網針刺裝置還設置有張力器，張力器的兩端通過緊固螺栓橫跨安裝在弧形針板和弧形活動剝網板上，張力器的中部通過彈性機構將弧形剝網板垂直壓合在產品和毛氈上。