[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

本發明公開了一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法，具體包括如下步驟：將碳纖維切短，用梳理機梳理成毛絲并制成網胎；針刺復合成一個網胎單元；將網胎單元環繞在托網磨具上面針刺，形成?90度到90多角度方向針刺纖維；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；滲膠后的材料依次經過熱壓、碳化和純化得到碳纖維保溫筒初級產品，經機械加工成高溫爐所需產品。對比現有產品軟氈纏繞，氣相沉積定型方法，保溫性好；使用壽命長了一倍；采用高滲透噴涂，可以保證產品的密度均勻和性能的穩定；產品應用環境廣。

技術領域

本發明屬于隔熱保溫設備技術領域，具體涉及一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法。

背景技術

作為需擁有很多高溫爐行業之一，光伏單晶設備折設備、熱處理等圓形設。因市場需求增大，產品利潤低，國內各項成本增加。降低成本是光伏行業生存條件之一，作為消耗部件之一的隔熱保溫材料，每年消耗巨大，其保溫隔熱性能及產品使用壽命的好壞直接影響企業的績效。

目前市場圓形高溫設備隔熱材料采用含雜軟氈纏繞，或者通過氣相沉積方法定型，需要大針刺孔，其作用是讓熱解碳針孔通過進入產品內部。針孔在產品使用時容易滲入其他腐蝕性物質，腐蝕損壞產品。其使用壽命短，導致頻繁更換隔熱材料，影響生產效益，且更換操作過程不只是影響效益還具有風險。現有技術中的毛氈均是多層平鋪而成的網胎單元采用平面垂直方式針刺而成的結構。其制備而成的產品結構形狀單一，如果采用上述方式制備表面弧度的產品，則容易產生密度均勻度差，各角度的壓力控制能力差的技術問題，最終導致產品保溫性能差。另外，現有技術中的毛氈是分層通過膠粘的方式纏繞而成的結構或者通過氣相沉積定型方法，最終產品分層明顯，在使用過程中容易發生分層現象，保溫性能差，使用壽命短。因此，如何研發一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法，具有重要的現實意義。

發明內容

針對現有技術中存在的軟氈纏繞保溫，使用壽命短，導致頻繁更換隔熱材料的技術問題，對于通過氣相沉積定型方法制作的產品，其產品空隙大，在使用中容易滲入其他物質，導致產品腐蝕氧化.本發明的目的在于提供一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法。本產品制作工藝簡單，周期短，使用壽命長，不易滲透其他物質而被氧化，大大彌補了現有市場用軟氈纏繞機和氣相沉積定型方法制作的容易被腐蝕氧化的產品。

本發明采取的技術方案為：

一種低密度多角度編制碳纖維硬質保溫筒的制備方法，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。碳纖維排布方向與網胎所在平面基本一致；所述“基本一致”是由于碳纖維非常多，而且其柔性大，而且由于網胎層會有一定厚度，梳理時不可能保證每一根碳纖維都與網胎層所在平面完全一致，某一些碳纖維可能會與該平面具有一定夾角；再者，在針刺的過程中，一些碳纖維不可避免的會隨著針的走向而變成縱向，但總體上絕大多數碳纖維與網胎層所在平面是一致的，盡量避免存在與該平面垂直的碳纖維。另外，隨著針的走向而變成縱向的碳纖維在網胎結構中起到一定的支撐作用，維持其蓬松結構，從而增強保溫效果。

(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；使網胎蓬松。必須按指定針數針刺，當密度過低時會導致產品碳化、高溫過程中收縮相對密度會增大，當密度過高時其保溫效果會降低。

(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；同時保證其針刺纖維不相互交叉和同位重復針刺影響其性能。