[發明專利]一種硬質碳纖維氈復合涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202210852078.0
• 申請日: 2022-07-20
• 公開（公告）號: CN115387131B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 陳榮華;路良;陳新華
• 申請（專利權）人: 江蘇米格新材料股份有限公司
• 主分類號: D06N3/12
• 分類號: D06N3/12;D06N3/00;D06C7/04
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 杜瑤

本發明涉及一種硬質碳纖維氈復合涂層及其制備方法，屬于碳纖維技術領域，將乙二醇和酚醛樹脂按比例混合后，再按比例依次加入石墨粉、膠體石墨粉、炭黑，攪拌均勻作為一次涂層料；將乙二醇、酚醛樹脂、膠體石墨粉、石墨粉、短纖維按比例混合，攪拌均勻作為二次涂層料。本發明提供一種硬質碳纖維氈復合涂層及其制備方法，較常規涂層不僅壽命是其2?3倍，短纖維引入和粗細石墨粉選型及炭黑骨架增強確保了其強度的同時解決了產品掉渣、掉灰的問題，阻隔產品中雜質的溢出。

技術領域

本發明屬于碳纖維技術領域，具體涉及一種硬質碳纖維氈復合涂層及其制備方法。

背景技術

碳纖維作為一種纖維狀材料具有低密、高強、高模、耐燒蝕及抗腐蝕性，同時纖維狀的特性又具有較高的可編織性能；高性能類別的碳纖維多用于航空航天、國防軍工及半導體高端裝備制造業領域；通用類別的碳纖維因其較高的比強度、比模量及低密耐高溫等特性被廣泛應用于環保、體育、民用工業以及光伏半導體隔熱領域。

隨著國家新一輪政策調整碳中和概念快速提上日程，極大的促進了光伏、風能、氫能等領域的發展；在光伏及半導體領域其產品制備過程不僅要求爐體環境具有極高的潔凈度，同時要求爐體隔熱層具有耐高溫及優良的隔熱性能；而碳纖維及其復合材料不僅具有極高的純度同時兼備良好的隔熱性能。

硬質碳纖維氈以其優異的耐高溫保溫特性及高純度，在特殊熱場尤其是光伏單晶、多晶熱場中被廣泛使用。硬質碳纖維氈的唯一缺點是在長時間使用過程中因爐內氣氛腐蝕造成表面掉灰、掉渣造成產品污染，產品強度及其壽命大幅度降低；優良表面涂層不僅阻隔硬氈自身掉灰、掉渣及雜質外溢，同時極大延長其使用壽命。

基于上述內容，提出一種硬質碳纖維氈復合涂層及其制備方法。

發明內容

本發明的目的是解決現有碳纖維氈表面涂層易掉灰、掉渣，或采用表面沉積SiC、Si₃N₄處理時間長造成生產效率低下等問題，而提供一種硬質碳纖維氈復合涂層及其制備方法。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

一種硬質碳纖維氈復合涂層的制備方法，包括以下步驟：

(1)將乙二醇、酚醛樹脂、石墨粉、膠體石墨粉、炭黑混合后攪拌均勻作為一次涂層料；在碳纖維氈表面均勻涂刷一次涂層料后，經過高溫碳化熱處理在碳纖維氈表面形成致密化基體，獲得一次涂層；

(2)將乙二醇、酚醛樹脂、膠體石墨粉、石墨粉、短纖維按比例混合，攪拌均勻作為二次涂層料；對所述一次涂層表面打磨、光拋后，在一次涂層表面均勻涂刷二次涂層料，再次經過高溫碳化石墨化熱處理在表面形成致密化保護膜，即獲得硬質碳纖維氈復合涂層。

進一步地，所述步驟(1)中的一次涂層料，乙二醇、酚醛樹脂、石墨粉、膠體石墨粉、炭黑的混合質量比為(5-10)：(2-10)：(0.5-1)：(0.5-1)：(0.05-0.5)。

進一步地，所述一次涂層料中使用的石墨粉包括粒徑位于200um以下的石墨粉和粒徑位于200um以上的石墨粉，兩種粒徑的石墨粉質量比為(0.5-1)：(0.5-1)。

進一步地，所述步驟(2)中的二次涂層料，乙二醇、酚醛樹脂、膠體石墨粉、石墨粉、短纖維的混合質量比為(0.5-1)：(0.2-0.7)：(3-4)：(4-5)：(0.5-1)。

進一步地，所述二次涂層料中使用的石墨粉粒徑小于200um，所述短纖維為長度為0.1-5mm。

進一步地，所述步驟(1)或(2)中的攪拌均為真空下攪拌，其真空度為2000-8000pa、攪拌速率為10-80r/min、攪拌時間10-60min。

進一步地，所述一次涂層料的高溫碳化溫度為1400-1600℃、熱處理時間2-4h。