CN110656451A - 一种碳纤维厚毛毡制备工艺及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳纤维厚毛毡制备工艺，属于碳纤维技术领域，包括如下步骤：步骤一：选料，选取定制厚度和宽度的毛毡；步骤二：配置催化剂溶液，将一定比例的氯化物、溴化物和磷酸二氢铵放入水中配置成催化剂溶液；步骤三：将毛毡原料放入催化剂溶液中浸透后取出，挤压除去多余水分；步骤四：对挤压完成后的毛毡进行干燥。本发明通过工艺简单，操作方便，能够提高厚毛毡的弹性，同时保温和减震的效果效果更佳，吸音和吸尘吸水能力相对较高，厚毛毡经过催化剂催化后结合力和强度增大，耐磨性增强，有利于在高铁、飞机和光伏领域中推广和应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种毛毡工艺及应用，特别是涉及一种碳纤维厚毛毡制备工艺及应用，属于碳纤维技术领域。
背景技术
由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的，毛毡，工业常用工具，多采用羊毛制成，也有用牛毛或纤维，利用加工粘合而成，传统的毛毡的厚度较薄，保温和减震的效果较低，吸音和吸尘吸水能力相对较弱，长期使用后效果降低。
发明内容
本发明的主要目的是为了解决现有技术的不足而提供一种碳纤维厚毛毡制备工艺及应用。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种碳纤维厚毛毡制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：选料，选取定制厚度和宽度的毛毡；
步骤二：配置催化剂溶液，将一定比例的氯化物、溴化物和磷酸二氢铵放入水中配置成催化剂溶液；
步骤三：将毛毡原料放入催化剂溶液中浸透后取出，挤压除去多余水分；
步骤四：对挤压完成后的毛毡进行干燥；
步骤五：低温碳化，将干燥后的毛毡放入碳化炉中，在真空低温的环境下配合蒸汽管喷出的气体对毛毡进行碳化，得到碳纤维厚毛毡。
优选的，在步骤一中，选取定制的毛毡厚度为13～17㎜，宽度为2.2～2.6m。
优选的，在步骤二中，将氯化物、溴化物和磷酸二氢铵按照1：1：1放入水中配置成4％～7％的催化剂溶液。
优选的，在步骤三中，将毛毡原料放入催化剂溶液中放置30～45min浸透后取出，利用挤压棍对毛毡挤压，除去多余水分。
优选的，干燥采用晾晒架晾晒或者利用烘干机在180～260℃下干燥。
优选的，在步骤五中，将干燥后的毛毡放入碳化炉中，在真空低温的环境下控制大气压在2～4.5MPa范围内配合蒸汽管喷出的气体对毛毡进行碳化，得到碳纤维厚毛毡。
优选的，蒸汽管上设有若干个喷气口，喷气口喷出的气体为氮气、水蒸汽或者水滴中的两种或者两种以上，碳化炉中设有12个温区，温度范围是220～260℃。
优选的，毛毡在碳化炉中碳化的速度是3～9min生产1m，最终碳纤维厚毛毡的厚度为10～13㎜，宽度为1.8～2m，重量为1700～2400g。
优选的，氯化物为氯化银或者氯化铜中的一种，溴化物为溴化钠、溴化锰、溴化钡、溴化铜或者溴化镁中的一种或者一种以上3种以下。
优选的，一种碳纤维厚毛毡在高铁、飞机和光伏中的应用。
本发明的有益技术效果：按照本发明的碳纤维厚毛毡制备工艺，工艺简单，操作方便，能够提高厚毛毡的弹性，同时保温和减震的效果效果更佳，吸音和吸尘吸水能力相对较高，厚毛毡经过催化剂催化后结合力和强度增大，耐磨性增强，有利于在高铁、飞机和光伏领域中推广和应用。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本实施例提供的碳纤维厚毛毡制备工艺，包括以下步骤：步骤一：选料，选取定制厚度和宽度的毛毡；步骤二：配置催化剂溶液，将一定比例的氯化物、溴化物和磷酸二氢铵放入水中配置成催化剂溶液；步骤三：将毛毡原料放入催化剂溶液中浸透后取出，挤压除去多余水分；步骤四：对挤压完成后的毛毡进行干燥；步骤五：低温碳化，将干燥后的毛毡放入碳化炉中，在真空低温的环境下配合蒸汽管喷出的气体对毛毡进行碳化，得到碳纤维厚毛毡，工艺简单，操作方便，能够提高厚毛毡的弹性，同时保温和减震的效果效果更佳，吸音和吸尘吸水能力相对较高，厚毛毡经过催化剂催化后结合力和强度增大，耐磨性增强，有利于在高铁、飞机和光伏领域中推广和应用。
在步骤一中，选取定制的毛毡厚度为13～17㎜，宽度为2.2～2.6m，在步骤二中，将氯化物、溴化物和磷酸二氢铵按照1：1：1放入水中配置成4％～7％的催化剂溶液，氯化物为氯化银或者氯化铜中的一种，溴化物为溴化钠、溴化锰、溴化钡、溴化铜或者溴化镁中的一种或者一种以上3种以下。
在步骤三中，将毛毡原料放入催化剂溶液中放置30～45min浸透后取出，利用挤压棍对毛毡挤压，除去多余水分，干燥采用晾晒架晾晒或者利用烘干机在180～260℃下干燥。
在步骤五中，将干燥后的毛毡放入碳化炉中，在真空低温的环境下控制大气压在2～4.5MPa范围内配合蒸汽管喷出的气体对毛毡进行碳化，得到碳纤维厚毛毡，蒸汽管上设有若干个喷气口，喷气口喷出的气体为氮气、水蒸汽或者水滴中的两种或者两种以上，碳化炉中设有12个温区，温度范围是220～260℃，上下各6个温区，上六个温区的温度范围是220～233℃、225～238℃、230～253℃、230～253℃、225～238℃和220～233℃，下六个温区的温度范围是220～233℃、225～238℃、230～253℃、230～253℃、225～238℃和220～233℃，毛毡在碳化炉中碳化的速度是3～9min生产1m，最终碳纤维厚毛毡的厚度为10～13㎜，宽度为1.8～2m，重量为1700～2400g。
一种碳纤维厚毛毡在高铁、飞机和光伏中的应用。
实施例一：
一种碳纤维厚毛毡制备工艺的工作过程如下：
步骤1：选料，选取定制的毛毡厚度为13㎜，宽度为2.2m；
步骤2：配置催化剂溶液，将氯化银、溴化铜和磷酸二氢铵按照1：1：1放入水中配置成4％的催化剂溶液；
步骤3：将毛毡原料放入催化剂溶液中放置30min浸透后取出，利用挤压棍对毛毡挤压，除去多余水分，干燥采用晾晒架晾晒；
步骤4：将干燥后的毛毡放入碳化炉温度范围是220℃中，在真空的环境下控制大气压在2MPa范围内配合蒸汽管喷出的氮气、水蒸汽和水滴对毛毡进行碳化，得到碳纤维厚毛毡。
实施例二：
一种碳纤维厚毛毡制备工艺的工作过程如下：
步骤1：选料，选取定制的毛毡厚度为14㎜，宽度为2.3m；
步骤2：配置催化剂溶液，将氯化银、溴化铜和磷酸二氢铵按照1：1：1放入水中配置成5％的催化剂溶液；
步骤3：将毛毡原料放入催化剂溶液中放置38min浸透后取出，利用挤压棍对毛毡挤压，除去多余水分，干燥采用烘干机在200℃下干燥；
步骤4：将干燥后的毛毡放入碳化炉温度范围是230℃中，在真空的环境下控制大气压在2.5MPa范围内配合蒸汽管喷出的氮气、水蒸汽和水滴中对毛毡进行碳化，得到碳纤维厚毛毡。
实施例三：
一种碳纤维厚毛毡制备工艺的工作过程如下：
步骤1：选料，选取定制的毛毡厚度为15㎜，宽度为2.4m；
步骤2：配置催化剂溶液，将氯化银、溴化铜和磷酸二氢铵按照1：1：1放入水中配置成5％的催化剂溶液；
步骤3：将毛毡原料放入催化剂溶液中放置40min浸透后取出，利用挤压棍对毛毡挤压，除去多余水分，干燥采用利用烘干机在220℃下干燥；
步骤4：将干燥后的毛毡放入碳化炉温度范围是240℃中，在真空的环境下控制大气压在3MPa范围内配合蒸汽管喷出的氮气、水蒸汽和水滴中对毛毡进行碳化，得到碳纤维厚毛毡。
实施例四：
一种碳纤维厚毛毡制备工艺的工作过程如下：
步骤1：选料，选取定制的毛毡厚度为16㎜，宽度为2.5m；
步骤2：配置催化剂溶液，将氯化银、溴化铜和磷酸二氢铵按照1：1：1放入水中配置成6％的催化剂溶液；
步骤3：将毛毡原料放入催化剂溶液中放置42min浸透后取出，利用挤压棍对毛毡挤压，除去多余水分，干燥采用烘干机在240℃下干燥；
步骤4：将干燥后的毛毡放入碳化炉温度范围是250℃中，在真空的环境下控制大气压在4MPa范围内配合蒸汽管喷出的氮气、水蒸汽或者水滴中对毛毡进行碳化，得到碳纤维厚毛毡。
实施例五：
一种碳纤维厚毛毡制备工艺的工作过程如下：
步骤1：选料，选取定制的毛毡厚度为17㎜，宽度为2.6m；
步骤2：配置催化剂溶液，将氯化银、溴化铜和磷酸二氢铵按照1：1：1放入水中配置成7％的催化剂溶液；
步骤3：将毛毡原料放入催化剂溶液中放置45min浸透后取出，利用挤压棍对毛毡挤压，除去多余水分，干燥采用烘干机在260℃下干燥；
步骤4：将干燥后的毛毡放入碳化炉温度范围是260℃中，在真空的环境下控制大气压在4.5MPa范围内配合蒸汽管喷出的氮气、水蒸汽或者水滴中对毛毡进行碳化，得到碳纤维厚毛毡。
综上所述，在本实施例中，按照本实施例的碳纤维厚毛毡制备工艺，将实施例一～实施例五的到厚毛毡进行测试，实施例三制备的厚毛毡的保温和减震的效果效果最佳，工艺简单，操作方便，能够提高厚毛毡的弹性，同时保温和减震的效果效果更佳，吸音和吸尘吸水能力相对较高，厚毛毡经过催化剂催化后结合力和强度增大，耐磨性增强，有利于在高铁、飞机和光伏领域中推广和应用。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，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所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种碳纤维厚毛毡制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：选料，选取定制厚度和宽度的毛毡；
步骤二：配置催化剂溶液，将一定比例的氯化物、溴化物和磷酸二氢铵放入水中配置成催化剂溶液；
步骤三：将毛毡原料放入催化剂溶液中浸透后取出，挤压除去多余水分；
步骤四：对挤压完成后的毛毡进行干燥；
步骤五：低温碳化，将干燥后的毛毡放入碳化炉中，在真空低温的环境下配合蒸汽管喷出的气体对毛毡进行碳化，得到碳纤维厚毛毡。
2.如权利要求1所述的一种碳纤维厚毛毡制备工艺，其特征在于，在步骤一中，选取定制的毛毡厚度为13～17㎜，宽度为2.2～2.6m。
3.如权利要求1所述的一种碳纤维厚毛毡制备工艺，其特征在于，在步骤二中，将氯化物、溴化物和磷酸二氢铵按照1：1：1放入水中配置成4％～7％的催化剂溶液。
4.如权利要求1所述的一种碳纤维厚毛毡制备工艺，其特征在于，在步骤三中，将毛毡原料放入催化剂溶液中放置30～45min浸透后取出，利用挤压棍对毛毡挤压，除去多余水分。
5.如权利要求1所述的一种碳纤维厚毛毡制备工艺，其特征在于，干燥采用晾晒架晾晒或者利用烘干机在180～260℃下干燥。
6.如权利要求1所述的一种碳纤维厚毛毡制备工艺，其特征在于，在步骤五中，将干燥后的毛毡放入碳化炉中，在真空低温的环境下控制大气压在2～4.5MPa范围内配合蒸汽管喷出的气体对毛毡进行碳化，得到碳纤维厚毛毡。
7.如权利要求1所述的一种碳纤维厚毛毡制备工艺，其特征在于，蒸汽管上设有若干个喷气口，喷气口喷出的气体为氮气、水蒸汽或者水滴中的两种或者两种以上，碳化炉中设有12个温区，温度范围是220～260℃。
8.如权利要求1所述的一种碳纤维厚毛毡制备工艺，其特征在于，毛毡在碳化炉中碳化的速度是3～9min生产1m，最终碳纤维厚毛毡的厚度为10～13㎜，宽度为1.8～2m，重量为1700～2400g。
9.如权利要求1所述的一种碳纤维厚毛毡制备工艺，其特征在于，氯化物为氯化银或者氯化铜中的一种，溴化物为溴化钠、溴化锰、溴化钡、溴化铜或者溴化镁中的一种或者一种以上3种以下。
10.一种碳纤维厚毛毡在高铁、飞机和光伏中的应用。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113417091A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-21 | 宿州朗泰新材料有限公司 | 一种多功能活性碳纤维厚毡生产用预处理工艺 |
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2019
- 2019-09-19 CN CN201910885836.7A patent/CN110656451A/zh not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113417091A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-21 | 宿州朗泰新材料有限公司 | 一种多功能活性碳纤维厚毡生产用预处理工艺 |
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