CN110498690A - 一种硬质保温碳毡的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于硬质保温碳毡领域,尤其是一种硬质保温碳毡的制备方法,针对现有的纤维悬浮液的生产条件较差,不仅影响生产效率,也较为影响最终制得的硬质碳毡的质量的问题,现提出如下方案,其包括以下步骤:S1:准备以下重量份原料:短碳纤维30‑35份、溶剂20‑25份、粘结剂5‑10份、稀释剂4‑8份和酚醛树脂10‑15份;S2:将短碳纤维置于开松机中开松形成分离的短碳纤维物料,将短碳纤维物料、溶剂和粘结剂置于投入高速搅拌机中,搅拌3‑5h,本发明能够增强最终制得的硬质碳毡的保温性能,且能够提高效率和质量,节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及硬质保温碳毡技术领域,尤其涉及一种硬质保温碳毡的制备方法。
背景技术
近年来,我国在多晶硅熔炼以及提纯领域的投入不断增加,并且投入的熔炼设备的炉膛尺寸不断的增加,而多晶硅熔炼是一个高能耗行业,需要消耗大量的电能,熔炼炉内保温隔热效果将直接影响多晶硅熔炼消耗电能的多少,因而优良的高温隔热效果的隔热毡能够有效的降低炉内的热量扩散到炉壁带走,降低能耗,节约能源,从而节约熔炼成本,提高利润。
申请号为201310276598.2的专利文件公开了一种硬质碳毡的制备方法,主要是将短碳纤维通过分散剂在溶剂中分散,把分散好的短碳纤维倒入一定尺寸的模具中并排除溶剂,然后进行固化脱模并最终碳化处理和高温处理,获得硬质碳毡。本发明制备的硬质碳毡具有以下优点:碳毡密度低并且可控,保温效果好;产品是整体结构,尺寸可根据具体要求调解,并且密度均匀;使用寿命长,在高温条件下损耗小,不会产生对产品不理的挥发成分等杂质;其纤维悬浮液的生产条件较差,不仅影响生产效率,也较为影响最终制得的硬质碳毡的质量。
因此,我们提出了一种硬质保温碳毡的制备方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明提出的一种硬质保温碳毡的制备方法,解决了纤维悬浮液的生产条件较差,不仅影响生产效率,也较为影响最终制得的硬质碳毡的质量的问题。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种硬质保温碳毡的制备方法,包括以下步骤:
S1:准备以下重量份原料:短碳纤维30-35份、溶剂20-25份、粘结剂5-10份、稀释剂4-8份和酚醛树脂10-15份;
S2:将短碳纤维置于开松机中开松形成分离的短碳纤维物料,将短碳纤维物料、溶剂和粘结剂置于投入高速搅拌机中,搅拌3-5h;
S3:将稀释剂和酚醛树脂投入高速搅拌机中,控制高速搅拌机中的温度以每40-60min升温30-40℃的速度使高速搅拌机内升温至150-180℃,边升温边搅拌,当高速搅拌机中的温度达到150-180℃时,保持当前温度继续搅拌2-4h,制得纤维悬浮液,对纤维悬浮液的粘度进行检测并进行记录;
S4:对纤维悬浮液进行过滤,将过滤后的纤维悬浮液倒入预定形状的模具中并对其施加预定压力以排除溶剂及促使纤维分布均匀,制得预制体;
S5:将带有模具的预制体进行固化干燥,形成硬质碳毡素坯;
S6:将硬质碳毡素坯脱模后放入炭化炉进行碳化处理,之后再置于高温炉中进行高温处理,制得硬质保温碳毡。
优选的,所述S1中,准备以下重量份原料:短碳纤维31-34份、溶剂21-24份、粘结剂6-9份、稀释剂5-7份和酚醛树脂11-14份。
优选的,所述S1中,溶剂为水或者有机溶剂。
优选的,所述S2中,将短碳纤维置于开松机中开松形成分离的短碳纤维物料,将短碳纤维物料、溶剂和粘结剂置于投入高速搅拌机中,搅拌3.5-4.5h。
优选的,所述S3中,将稀释剂和酚醛树脂投入高速搅拌机中,控制高速搅拌机中的温度以每45-50min升温32-38℃的速度使高速搅拌机内升温至160-170℃,边升温边搅拌,当高速搅拌机中的温度达到160-170℃时,保持当前温度继续搅拌2.5-3.5h,制得纤维悬浮液,对纤维悬浮液的粘度进行检测并进行记录。
优选的,所述S3中,通过调控反应温度来控制纤维悬浮液的粘度,对纤维悬浮液的粘度进行检测并进行记录,同时对反应温度进行记录。
优选的,所述S3中,当高速搅拌机中的温度达到150-180℃时,在高速搅拌机中投入分散剂,分散剂为聚乙二醇,保持当前温度继续搅拌2-4h。
优选的,所述S5中,将带有模具的预制体在110-130℃下进行固化干燥4-6h,形成硬质碳毡素坯。
优选的,所述S6中,将硬质碳毡素坯脱模后放入炭化炉进行碳化处理,之后再置于高温炉中,在700-1000℃下进行高温处理,制得硬质保温碳毡。
优选的,所述S6中,将硬质碳毡素坯脱模后放入炭化炉进行碳化处理,之后再置于高温炉中,在800-900℃下进行高温处理2.5-3h,制得硬质保温碳毡。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、通过加入酚醛树脂,能够增强最终制得的硬质保温碳毡的保温性能;
2、通过加入稀释剂和分散剂,使得最终制得的硬质保温碳毡的密度均匀;
3、通过开松机、高速搅拌机、调控反应温度来控制纤维悬浮液的粘度和对纤维悬浮液进行过滤以改善纤维悬浮液的生产条件,不仅提高生产效率,也能够增强最终制得的硬质碳毡的质量;
4、通过进行数据记录,能够科学性进行硬质保温碳毡的制备,提高效率和质量,节省成本。
本发明能够增强最终制得的硬质碳毡的保温性能,且能够提高效率和质量,节省成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例一
一种硬质保温碳毡的制备方法,包括以下步骤:
S1:准备以下重量份原料:短碳纤维30份、溶剂20份、粘结剂5份、稀释剂4份和酚醛树脂10份;溶剂为水或者有机溶剂;
S2:将短碳纤维置于开松机中开松形成分离的短碳纤维物料,将短碳纤维物料、溶剂和粘结剂置于投入高速搅拌机中,搅拌3h;
S3:将稀释剂和酚醛树脂投入高速搅拌机中,控制高速搅拌机中的温度以每40min升温30℃的速度使高速搅拌机内升温至150℃,边升温边搅拌,当高速搅拌机中的温度达到150℃时,在高速搅拌机中投入分散剂,分散剂为聚乙二醇,保持当前温度继续搅拌2h,制得纤维悬浮液,通过调控反应温度来控制纤维悬浮液的粘度,对纤维悬浮液的粘度进行检测并进行记录,同时对反应温度进行记录;
S4:对纤维悬浮液进行过滤,将过滤后的纤维悬浮液倒入预定形状的模具中并对其施加预定压力以排除溶剂及促使纤维分布均匀,制得预制体;
S5:将带有模具的预制体在110℃下进行固化干燥4h,形成硬质碳毡素坯;
S6:将硬质碳毡素坯脱模后放入炭化炉进行碳化处理,之后再置于高温炉中,在800℃下进行高温处理2.5h,制得硬质保温碳毡。
实施例二
一种硬质保温碳毡的制备方法,包括以下步骤:
S1:准备以下重量份原料:短碳纤维33份、溶剂23份、粘结剂8份、稀释剂6份和酚醛树脂13份;溶剂为水或者有机溶剂;
S2:将短碳纤维置于开松机中开松形成分离的短碳纤维物料,将短碳纤维物料、溶剂和粘结剂置于投入高速搅拌机中,搅拌4h;
S3:将稀释剂和酚醛树脂投入高速搅拌机中,控制高速搅拌机中的温度以每50min升温35℃的速度使高速搅拌机内升温至165℃,边升温边搅拌,当高速搅拌机中的温度达到165℃时,在高速搅拌机中投入分散剂,分散剂为聚乙二醇,保持当前温度继续搅拌3h,制得纤维悬浮液,通过调控反应温度来控制纤维悬浮液的粘度,对纤维悬浮液的粘度进行检测并进行记录,同时对反应温度进行记录;
S4:对纤维悬浮液进行过滤,将过滤后的纤维悬浮液倒入预定形状的模具中并对其施加预定压力以排除溶剂及促使纤维分布均匀,制得预制体;
S5:将带有模具的预制体在120℃下进行固化干燥5h,形成硬质碳毡素坯;
S6:将硬质碳毡素坯脱模后放入炭化炉进行碳化处理,之后再置于高温炉中,在850℃下进行高温处理2.8h,制得硬质保温碳毡。
实施例三
一种硬质保温碳毡的制备方法,包括以下步骤:
S1:准备以下重量份原料:短碳纤维35份、溶剂25份、粘结剂10份、稀释剂8份和酚醛树脂15份;溶剂为水或者有机溶剂;
S2:将短碳纤维置于开松机中开松形成分离的短碳纤维物料,将短碳纤维物料、溶剂和粘结剂置于投入高速搅拌机中,搅拌5h;
S3:将稀释剂和酚醛树脂投入高速搅拌机中,控制高速搅拌机中的温度以每60min升温40℃的速度使高速搅拌机内升温至180℃,边升温边搅拌,当高速搅拌机中的温度达到180℃时,在高速搅拌机中投入分散剂,分散剂为聚乙二醇,保持当前温度继续搅拌4h,制得纤维悬浮液,通过调控反应温度来控制纤维悬浮液的粘度,对纤维悬浮液的粘度进行检测并进行记录,同时对反应温度进行记录;
S4:对纤维悬浮液进行过滤,将过滤后的纤维悬浮液倒入预定形状的模具中并对其施加预定压力以排除溶剂及促使纤维分布均匀,制得预制体;
S5:将带有模具的预制体在130℃下进行固化干燥6h,形成硬质碳毡素坯;
S6:将硬质碳毡素坯脱模后放入炭化炉进行碳化处理,之后再置于高温炉中,在900℃下进行高温处理3h,制得硬质保温碳毡。
对实施例一、实施例二和实施例三制得的硬质保温碳毡进行测试,得出结果如下:
实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 现有产品 | |
保温性能提高百分比 | 15% | 30% | 10% | 0% |
实施例一、实施例二和实施例三制得硬质保温碳毡的保温性能对比现有产品有了显著提高,且实施例二为最佳实施例。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硬质保温碳毡的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:准备以下重量份原料:短碳纤维30-35份、溶剂20-25份、粘结剂5-10份、稀释剂4-8份和酚醛树脂10-15份;
S2:将短碳纤维置于开松机中开松形成分离的短碳纤维物料,将短碳纤维物料、溶剂和粘结剂置于投入高速搅拌机中,搅拌3-5h;
S3:将稀释剂和酚醛树脂投入高速搅拌机中,控制高速搅拌机中的温度以每40-60min升温30-40℃的速度使高速搅拌机内升温至150-180℃,边升温边搅拌,当高速搅拌机中的温度达到150-180℃时,保持当前温度继续搅拌2-4h,制得纤维悬浮液,对纤维悬浮液的粘度进行检测并进行记录;
S4:对纤维悬浮液进行过滤,将过滤后的纤维悬浮液倒入预定形状的模具中并对其施加预定压力以排除溶剂及促使纤维分布均匀,制得预制体;
S5:将带有模具的预制体进行固化干燥,形成硬质碳毡素坯;
S6:将硬质碳毡素坯脱模后放入炭化炉进行碳化处理,之后再置于高温炉中进行高温处理,制得硬质保温碳毡。
2.根据权利要求1所述的一种硬质保温碳毡的制备方法,其特征在于,所述S1中,准备以下重量份原料:短碳纤维31-34份、溶剂21-24份、粘结剂6-9份、稀释剂5-7份和酚醛树脂11-14份。
3.根据权利要求1所述的一种硬质保温碳毡的制备方法,其特征在于,所述S1中,溶剂为水或者有机溶剂。
4.根据权利要求1所述的一种硬质保温碳毡的制备方法,其特征在于,所述S2中,将短碳纤维置于开松机中开松形成分离的短碳纤维物料,将短碳纤维物料、溶剂和粘结剂置于投入高速搅拌机中,搅拌3.5-4.5h。
5.根据权利要求1所述的一种硬质保温碳毡的制备方法,其特征在于,所述S3中,将稀释剂和酚醛树脂投入高速搅拌机中,控制高速搅拌机中的温度以每45-50min升温32-38℃的速度使高速搅拌机内升温至160-170℃,边升温边搅拌,当高速搅拌机中的温度达到160-170℃时,保持当前温度继续搅拌2.5-3.5h,制得纤维悬浮液,对纤维悬浮液的粘度进行检测并进行记录。
6.根据权利要求1所述的一种硬质保温碳毡的制备方法,其特征在于,所述S3中,通过调控反应温度来控制纤维悬浮液的粘度,对纤维悬浮液的粘度进行检测并进行记录,同时对反应温度进行记录。
7.根据权利要求1所述的一种硬质保温碳毡的制备方法,其特征在于,所述S3中,当高速搅拌机中的温度达到150-180℃时,在高速搅拌机中投入分散剂,分散剂为聚乙二醇,保持当前温度继续搅拌2-4h。
8.根据权利要求1所述的一种硬质保温碳毡的制备方法,其特征在于,所述S5中,将带有模具的预制体在110-130℃下进行固化干燥4-6h,形成硬质碳毡素坯。
9.根据权利要求1所述的一种硬质保温碳毡的制备方法,其特征在于,所述S6中,将硬质碳毡素坯脱模后放入炭化炉进行碳化处理,之后再置于高温炉中,在700-1000℃下进行高温处理,制得硬质保温碳毡。
10.根据权利要求9所述的一种硬质保温碳毡的制备方法,其特征在于,所述S6中,将硬质碳毡素坯脱模后放入炭化炉进行碳化处理,之后再置于高温炉中,在800-900℃下进行高温处理2.5-3h,制得硬质保温碳毡。
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