一種使用軟氈制備碳碳復(fù)合材料保溫筒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及保溫筒的制備方法，尤其涉及一種使用軟氈制備碳碳復(fù)合材料保溫筒的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳碳復(fù)合材料保溫筒廣泛應(yīng)用于高溫?zé)Y(jié)爐等高溫工業(yè)設(shè)備中，其性能及壽命對(duì)高溫工業(yè)設(shè)備運(yùn)行的能耗，成本控制，產(chǎn)品質(zhì)量等具有關(guān)鍵作用。保溫筒產(chǎn)品廣泛應(yīng)用與高溫?zé)Y(jié)爐中，其中高溫?zé)Y(jié)爐對(duì)保溫筒產(chǎn)品的密度均勻性，及導(dǎo)熱性能都有很高的要求。然而，常規(guī)的碳碳復(fù)合材料保溫筒的制備方法存在成本高、時(shí)間長(zhǎng)等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種低成本快速制備碳碳復(fù)合材料保溫筒的方法，采用低粘度樹脂噴涂法，能比較好的控制產(chǎn)品的密度均勻性，并且能夠在保證產(chǎn)品整體良好性能的條件下在較短的時(shí)間內(nèi)制備出所需產(chǎn)品。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種使用軟氈制備碳碳復(fù)合材料保溫筒的方法，該方法包括以下步驟:
[0005](I)選取厚度均勻的碳纖維軟氈以及柔性石墨紙并對(duì)其進(jìn)行高溫處理；
[0006](2)分別在選取好的軟氈兩面以及石墨紙單面噴涂樹脂；
[0007](3)將噴涂完樹脂的軟氈和柔性石墨紙?jiān)谑灸Ｉ鲜褂锰囟ň砝@設(shè)備進(jìn)行卷繞成型為初級(jí)保溫筒；
[0008](4)用真空口袋將所述初級(jí)保溫筒密封后放入烘箱中進(jìn)行固化處理獲得固化后的保溫筒，固化過(guò)程中一直保持抽真空；
[0009](5)對(duì)所述固化后的保溫筒進(jìn)行碳化、高溫處理。
[0010]所述的碳纖維軟租，厚度為5?12mm，體積密度為0.13?0.15g/cm3。
[0011]所述的柔性石墨紙厚度為1mm。
[0012]碳纖維軟氈與柔性石墨紙進(jìn)行的高溫處理溫度為1500?2000°C。
[0013]纏繞所使用石墨芯模為圓筒狀，軟氈纏繞層數(shù)為5?10層，柔性石墨紙只纏繞在最里層和最外層，多層軟氈位于柔性石墨紙之間。
[0014]所述噴涂使用的樹脂為酚醛樹脂，固含量為42?48%，樹脂粘度為10±3mpa.S。
[0015]所述固化處理的固化處理溫度為160?180°C，固化時(shí)間為4?6h ;所述碳化處理的碳化溫度為750?900°C，碳化時(shí)間為2?4h ;所述高溫處理的高溫處理溫度為1500?2000°C，處理時(shí)間2?6h，升溫速率< 150°C /h。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017](I)本發(fā)明采用一種新型低粘度樹脂，相對(duì)于現(xiàn)在普遍使用的樹脂酒精混合液更加穩(wěn)定，而且節(jié)省了成本，消除了固化過(guò)程中因存在酒精而容易出現(xiàn)危險(xiǎn)事故的可能。
[0018](2)本發(fā)明在固化過(guò)程中采用真空口袋抽真空固化成型消除了在制品容易開(kāi)裂的現(xiàn)象。
[0019](3)本發(fā)明根據(jù)所需產(chǎn)品密度計(jì)算所需樹脂用量，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)固化、碳化、高溫處理以后不需要再進(jìn)行任何致密化處理，縮短了生產(chǎn)周期。
[0020](4)本發(fā)明制備的保溫筒整體性能好，使用壽命長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為碳?xì)志砝@流程圖；
[0022]圖2為帶工裝固化處理圖。
[0023]其中，1-第一分散、張力輥；2_第二分散、張力輥；3_石墨芯模；4_壓力輥；5-碳?xì)謬娡繕渲瑓^(qū)；6_真空口袋；7_卷繞產(chǎn)品；8-烘箱；9_真空栗。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的C/C復(fù)合材料保溫筒制備方法做進(jìn)一步具體描述。
[0025]實(shí)例I
[0026](I)選取5mm厚的碳纖維軟租以及Imm厚的柔性石墨紙進(jìn)行1500°C高溫處理，碳纖維軟租體積密度為0.14g/cm3。
[0027](2)分別在軟氈兩面以及石墨紙單面噴涂固含量為45%，粘度為1mpa.s的酚醛樹脂，表面噴涂均勻，樹脂噴涂量為8kg。
[0028](3)如圖1所示，將噴涂完樹脂的軟氈與柔性石墨紙分別在石墨芯模上進(jìn)行卷繞成型，其中柔性石墨紙只在產(chǎn)品最里層與最外層卷繞一層，軟氈卷繞10層。
[0029](4)如圖2所示，將卷繞完的保溫筒放入烘箱中進(jìn)行固化處理，固化過(guò)程中使用真空口袋密封在制品保持抽真空狀態(tài)，固化溫度為160°C，固化時(shí)間為4h。
[0030](5)將固化完成的保溫筒進(jìn)行碳化、高溫處理；碳化處理溫度750°C，碳化時(shí)間為2h，升溫速率30°C /h ;高溫處理溫度1500°C，處理時(shí)間2h，升溫速率100°C /h。
[0031](6)經(jīng)過(guò)機(jī)加工成型；得到密度為0.20g/cm3的C/C保溫筒。
[0032]實(shí)例2
[0033](I)選取1mm厚的碳纖維軟租以及Imm厚的柔性石墨紙進(jìn)行1500°C高溫處理，碳纖維軟租體積密度為0.14g/cm3。
[0034](2)分別在軟氈兩面以及石墨紙單面噴涂固含量為45%，粘度為1mpa.s的酚醛樹脂，表面噴涂均勻，樹脂噴涂量為15kg。
[0035](3)如圖1所示，將噴涂完樹脂的軟氈與柔性石墨紙分別在石墨芯模上進(jìn)行卷繞成型，其中柔性石墨紙只在產(chǎn)品最里層與最外層卷繞一層，軟氈卷繞5層。
[0036](4)如圖2所示，將卷繞完的保溫筒放入烘箱中進(jìn)行固化處理，固化過(guò)程中使用真空口袋密封在制品保持抽真空狀態(tài)，固化溫度為180°C，固化時(shí)間為2h。
[0037](5)將固化完成的保溫筒進(jìn)行碳化、高溫處理；碳化處理溫度850°C，碳化時(shí)間為4h，升溫速率30°C /h ;高溫處理溫度1800°C，處理時(shí)間2h，升溫速率100°C /h。
[0038](6)經(jīng)過(guò)機(jī)加工成型；得到密度為0.25g/cm3的C/C保溫筒。
[0039]實(shí)例3
[0040](I)選取12mm厚的碳纖維軟租以及Imm厚的柔性石墨紙進(jìn)行2000°C高溫處理，碳纖維軟租體積密度為0.15g/cm3。
[0041](2)分別在軟氈兩面以及石墨紙單面噴涂固含量為45%，粘度為1mpa.s的酚醛樹脂，表面噴涂均勻，樹脂噴涂量為30kg。
[0042](3)如圖1所示，將噴涂完樹脂的軟氈與柔性石墨紙分別在石墨芯模上進(jìn)行卷繞成型，其中柔性石墨紙只在產(chǎn)品最里層與最外層卷繞一層，軟氈卷繞5層。
[0043](4)如圖2所示，將卷繞完的保溫筒放入烘箱中進(jìn)行固化處理，固化過(guò)程中使用真空口袋密封在制品保持抽真空狀態(tài)，固化溫度為180°C，固化時(shí)間為2h。
[0044](5)將固化完成的保溫筒進(jìn)行碳化、高溫處理；碳化處理溫度850°C，碳化時(shí)間為4h，升溫速率30°C /h ;高溫處理溫度2000°C，處理時(shí)間4h，升溫速率150°C /h。
[0045](6)經(jīng)過(guò)機(jī)加工成型；得到密度為0.35g/cm3的C/C保溫筒。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種使用軟氈制備碳碳復(fù)合材料保溫筒的方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: (1)選取厚度均勻的碳纖維軟氈以及柔性石墨紙并對(duì)其進(jìn)行高溫處理； (2)分別在選取好的軟氈兩面以及石墨紙單面噴涂樹脂； (3)將噴涂完樹脂的軟氈和柔性石墨紙?jiān)谑灸Ｉ鲜褂锰囟ň砝@設(shè)備進(jìn)行卷繞成型為初級(jí)保溫筒； (4)用真空口袋將所述初級(jí)保溫筒密封后放入烘箱中進(jìn)行固化處理獲得固化后的保溫筒，固化過(guò)程中一直保持抽真空； (5)對(duì)所述固化后的保溫筒進(jìn)行碳化、高溫處理。2.根據(jù)權(quán)利I所述的使用軟氈制備碳碳復(fù)合材料保溫筒的方法，其特征在于:所述的碳纖維軟租，厚度為5?12mm，體積密度為0.13?0.15g/cm3。3.根據(jù)權(quán)利I所述的方法，其特征在于:所述的柔性石墨紙厚度為1mm。4.根據(jù)權(quán)利I所述的使用軟氈制備碳碳復(fù)合材料保溫筒的方法，其特征在于:碳纖維軟氈與柔性石墨紙進(jìn)行的高溫處理溫度為1500?2000°C。5.根據(jù)權(quán)利I所述的方法，其特征在于:纏繞所使用石墨芯模為圓筒狀，軟氈纏繞層數(shù)為5?10層，柔性石墨紙只纏繞在最里層和最外層，多層軟氈位于柔性石墨紙之間。6.根據(jù)權(quán)利I所述的使用軟氈制備碳碳復(fù)合材料保溫筒的方法，其特征在于:所述噴涂使用的樹脂為酚醛樹脂，固含量為42?48%，樹脂粘度為10±3mpa.S。7.根據(jù)權(quán)利I所述的使用軟氈制備碳碳復(fù)合材料保溫筒的方法，其特征在于:所述固化處理的固化處理溫度為160?180°C，固化時(shí)間為4?6h ;所述碳化處理的碳化溫度為750?900 °C，碳化時(shí)間為2?4h ;所述高溫處理的高溫處理溫度為1500?2000 °C，處理時(shí)間2?6h，升溫速率< 150°C /h。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種使用軟氈制備碳碳復(fù)合材料保溫筒的方法，該方法包括以下步驟：(1)選取碳纖維軟氈以及柔性石墨紙并對(duì)其進(jìn)行高溫處理；(2)在軟氈兩面，柔性石墨紙單面分別噴涂樹脂；(3)將噴涂完樹脂的軟氈以及柔性石墨紙?jiān)谑灸Ｉ线M(jìn)行卷繞成型；(4)將纏繞成型后的在制品放入烘箱中進(jìn)行固化處理，固化過(guò)程中需將產(chǎn)品用真空口袋密封抽真空固化定型；(5)固化完成后對(duì)在制品經(jīng)行碳化、高溫處理。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，成本低，周期短，整體性好。
【IPC分類】C04B35/83
【公開(kāi)號(hào)】CN105712728
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410727579
【發(fā)明人】楊村林, 姜召陽(yáng), 韓鋼, 陳小飛, 崔樹永, 張榮超
【申請(qǐng)人】航天睿特碳材料有限公司