CN104191717B - 碳纤维保温板材预制体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种碳纤维保温板材预制板及其制备方法,其中由以下重量份的原材料:预氧丝1-2份、3-8%的硝酸溶液8-16份、水4-6份、树脂1-3份、工业用油0.2-0.4份、固化剂0.02-0.04份,经过预氧丝预处理、浸泡去杂、浸渍脱水处理、模压、固化等处理步骤制备而成。本发明制备的碳纤维保温板材预制体整体厚度达30-80mm,不分层,不起翘,次品率低,且硝酸起到纤维蓬松、曲卷及软化的作用,浸渍效果好,优化了预制体的保温性能,使保持的温度比现有的要高几百℃。
Description
技术领域
本发明涉及碳纤维毡技术领域,具体涉及一种整体结构的碳纤维保温板材预制板及其制备方法。
背景技术
目前,碳纤维毡广泛应用于多晶硅铸锭炉、石墨化炉、真空烧结炉等高温工业设备及光伏材料中,其性能及寿命对高温工业设备及光伏产品的能耗、成本控制、产品质量等具有关键性作用。由于普通的碳毡其厚度最高达10-20mm,因此为了使碳毡达到要求的保温层厚度,必须将碳毡裁剪、粘结成一体,直至要求的厚度。这种通过利用粘结方法获得的厚碳毡工艺存在很多方面的缺陷,如保温性能差,因为在粘结过程中使用了大量的粘结剂,导致产品的密度过高;在高温环境下使用容易开裂、分层,经常翘起来;次品率高。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足,本发明提供一种整体结构的碳纤维保温板材预制板及其制备方法,提高了碳纤维保温板材的保温性能,降低其次品率。
本发明的技术方案是提供一种碳纤维保温板材预制板,由以下重量份的原材料制备而成:预氧丝1-2份、3-8%的硝酸溶液8-16份、水4-6份、树脂1-3份、工业用油0.2-0.4份、固化剂0.02-0.04份。
所述预氧丝是购买而来的,是由含碳的有机纤维原丝在空气介质下,经过几十分钟或几百分钟的预氧化过程而得到的。
所述3-8%硝酸溶液是通过市场上购买的硝酸溶液加水配制而成的,表示的是每立升水中含有纯硝酸0.03-0.08公斤。硝酸溶液的加入目的是去杂和纤维的软化与蓬松。
所述工业用油优选挥发性工业用油。
所述碳纤维保温板材预制板的制备方法,具体步骤如下:
第一步,预氧丝预处理:先将预氧丝切成长为38mm的截段,然后由清弹回收机回收,精梳成网,形成预氧丝网胎,最后将预氧丝网胎进行针刺,形成厚度为30-80mm的初毡;
第二步,浸泡去杂:将初毡放在硝酸溶液中浸泡去杂,浸泡时间为30min,然后脱水,脱水率为50%;
第三步,浸渍、脱水处理:将经过第二步处理的初毡均匀平铺在模具上,并按比例将水、树脂、工业用油、固化剂混合并搅拌均匀,得浸渍混合液;然后将平铺的初毡吊起放入浸渍混合液中,浸渍时间为10-15min;最后进行脱水处理,脱水率为55%;
第四步,模压:将经过第三步处理的初毡铺平进行模压,形成整体毡板,模压的具体压力根据碳纤维成品密度要求而定;
第五步,固化:将模压成的整体毡板放置铸锭炉中进行固化,固化温度为120-160℃,固化时间为1-3h,形成碳纤维保温板材预制体。
本发明的优点是:1、本发明制备的碳纤维保温板材预制体整体厚度达30-80mm,且整体性好,不分层,不起翘,次品率低;2、采用硝酸去除预氧丝中含有的金属、硅、硒等杂质,提高预氧丝的品质及保温性能,且硝酸起到纤维蓬松、曲卷及软化的作用,有利于后续的浸渍均匀,保证产品密度的一致性;3、浸渍混合液中加入工业用油,起到化开树脂和固化剂的作用,浸渍效果好;4、本发明通过对各个工序步骤的工艺及条件的控制,优化了预制体的保温性能,使保持的温度比现有的要高几百℃。
具体实施方式
现结合具体实施例,对本发明的技术内容作进一步的描述。
实施例1:预氧丝2公斤、5%的硝酸溶液16公斤、树脂2公斤、水5公斤、挥发性工业用油0.3公斤、固化剂0.03公斤。
制备的具体步骤为:
第一步,预氧丝预处理:先将预氧丝切成长为38mm的截段,然后由清弹回收机回收,精梳成网,形成预氧丝网胎,最后将预氧丝网胎进行针刺,形成厚度为30-80mm的初毡;
第二步,浸泡去杂:将初毡放在硝酸溶液中浸泡去杂,浸泡时间为30min,然后脱水,脱水率为50%;
第三步,浸渍、脱水处理:将经过第二步处理的初毡均匀平铺在模具上,并按比例将树脂、水、工业用油、固化剂混合并搅拌均匀,得浸渍混合液;然后将平铺的初毡吊起放入浸渍混合液中,浸渍时间为10min;最后进行脱水处理,脱水率为55%;
第四步,模压:将经过第三步处理的初毡铺平进行模压,形成整体毡板,模压的具体压力根据碳纤维成品密度要求而定;
第五步,固化:将模压成的整体毡板放置铸锭炉中进行固化,固化温度为160℃,固化时间为1h,形成碳纤维保温板材预制体。
实施例2:预氧丝1公斤、3%的硝酸溶液8公斤、水4公斤、树脂1公斤、挥发性工业用油0.2公斤、固化剂0.02公斤。
制备方法大体上同实施例1,不同之处在于第三步中,浸渍时间为15min,而第五步中的固化温度为120℃,固化时间为3h。
实施例3:预氧丝2公斤、8%的硝酸溶液16公斤、水6公斤、树脂3公斤、工业用油0.4公斤、固化剂0.04公斤。
制备方法同实施例1。
Claims (1)
1.一种碳纤维保温板材预制板,由以下重量份的原材料制备而成:预氧丝1-2份、3-8%的硝酸溶液8-16份、水4-6份、树脂1-3份、挥发性工业用油0.2-0.4份、固化剂0.02-0.04份,具体制备步骤如下:
第一步,预氧丝预处理:先将预氧丝切成长为38mm的截段,然后由清弹回收机回收,精梳成网,形成预氧丝网胎,最后将预氧丝网胎进行针刺,形成厚度为30-80mm的初毡;
第二步,浸泡去杂:将初毡放在硝酸溶液中浸泡去杂,浸泡时间为30min,然后脱水,脱水率为50%;
第三步,浸渍、脱水处理:将经过第二步处理的初毡均匀平铺在模具上,并按比例将树脂、水、挥发性工业用油、固化剂混合并搅拌均匀,得浸渍混合液;然后将平铺的初毡吊起放入浸渍混合液中,浸渍时间为10-15min;最后进行脱水处理,脱水率为55%;
第四步,模压:将经过第三步处理的初毡铺平进行模压,形成整体毡板;
第五步,固化:将模压成的整体毡板放置铸锭炉中进行固化,固化温度为120-160℃,固化时间为1-3h,形成碳纤维保温板材预制体。
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