CN113319978B - 一种具有沟槽结构的明克垫块的净尺寸制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有沟槽结构的明克垫块的净尺寸制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将各明克原材料混合，得到混合后的明克材料；(2)利用可烧蚀胎模材料制备与所述沟槽结构相对应的可烧蚀胎模；(3)将步骤(2)所述可烧蚀胎模放在明克垫块模具的底端，上面铺放所述混合后的明克材料，进行模压成形，出模后，得到镶嵌有可烧蚀模胎的明克垫块；(4)对步骤(3)所得的镶嵌有可烧蚀模胎的明克垫块进行热处理，冷却取出，即得所述具有沟槽结构的明克垫块。

Description

一种具有沟槽结构的明克垫块的净尺寸制备方法
技术领域
本发明涉及纳米隔热材料技术领域，尤其涉及一种具有沟槽结构的明克垫块的净尺寸制备方法。
背景技术
明克材料属于纳米隔热材料，以气相二氧化硅粉、无机填料、无机纤维等为原料，通过模压成形方式得到，具有隔热性能好，制备方法简单，成本低等优点，被广泛应用于窑炉、冶金、化工、航空航天、电子、船舶等领域的保温隔热。
一直以来，由于明克材料强度相对较低且容易掉粉，可以通过模压方式直接得到明克平板，但要想获得表面具有狭窄沟槽结构的明克垫块，只能通过高速机加的方式机加出沟槽结构，无法通过直接模压方式净尺寸制备。若采用与沟槽结构明克垫块相对应的胎模进行直接模压成形，则存在胎模无法脱出的弊端，脱模时极易造成沟槽结构坍塌破坏，由此导致明克异形垫块的制备成本高昂。
因此，针对以上不足，需要提供一种具有沟槽结构的明克垫块的净尺寸制备方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是采用与沟槽结构明克垫块相对应的胎模进行直接模压成形，则存在胎模无法脱出，脱模时极易造成沟槽结构坍塌破坏，由此导致明克异形垫块的制备成本高昂等问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种具有沟槽结构的明克垫块的净尺寸制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混料
将各明克原材料混合，得到混合后的明克材料；
(2)制备胎模
利用可烧蚀胎模材料制备与所述沟槽结构相对应的可烧蚀胎模；
(3)模压成形
将步骤(2)所述可烧蚀胎模放在明克垫块模具的底端，上面铺放所述混合后的明克材料，进行模压成形，出模后，得到镶嵌有可烧蚀模胎的明克垫块；
(4)模胎烧蚀
对步骤(3)所得镶嵌有可烧蚀模胎的明克垫块进行热处理，冷却取出，即得所述具有沟槽结构的明克垫块。
本发明第二方面还提供了一种具有沟槽结构明克垫块，所述明克垫块按照本发明第一方面所述的制备方法制备得到。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
(1)本发明的制备方法可以使明克垫块直接净尺寸成形，无需机加，制备成本较传统方式大幅降低；
(2)本发明所制备的明克垫块尺寸精度高，适用于任何表面带有沟槽、开孔结构的明克异形件的制备；
(3)本发明所述的制备方法简单，无需添加新设备，只需要在原有模具上新增加胎模即可实现；
(4)本发明所述的制备方法，适用于制备任何材料组成的明克垫块，密度适用范围为0.25-1.0g/cm3。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明第一方面提供了一种具有沟槽结构的明克垫块的净尺寸制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混料
按照特定比例，称取明克原材料，并将各原材料混合均匀，得混合后原材料；
(2)制备胎模
根据所要制备的具有沟槽结构的明克垫块，制备具有对应反结构的可烧蚀胎模；
(3)模压成形
将步骤(2)所述可烧蚀胎模放在模具底端，上面铺放所述混合后的明克材料，进行模压成形，出模后，得到镶嵌有可烧蚀模胎的明克垫块；
(4)模胎烧蚀
对步骤(3)所得镶嵌有可烧蚀模胎的明克垫块进行热处理，冷却取出，即得所述具有沟槽结构的明克垫块。
根据一些优选的实施方式，在步骤(1)中，所述明克原材料包括气相二氧化硅粉、无机填料、无机纤维；
所述无机填料包括但不限于碳化硅粉、钛白粉、硅酸锆粉、氧化铝粉、氧化铬粉的一种或多种；
所述无机纤维包括但不限于高硅氧纤维，石英纤维，玻璃纤维，氧化铝纤维，氧化锆纤维，莫来石纤维，碳化硅纤维的一种或多种；
根据一些优选的实施方式，所述明克原材料中的气相二氧化硅粉、无机填料、无机纤维的比例为(70-80)∶(10-30)∶(5-20)。
根据一些优选的实施方式，在步骤(2)中，所述可烧蚀胎模材料为热塑性高分子材料；
优选的是，所述可烧蚀胎模材料选自由聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸二甲酯、聚己二酰己二胺组成的组的一种；
更优选的是，所述可烧蚀胎模材料为聚丙烯。
根据一些优选的实施方式，在步骤(2)中，所述可烧蚀胎模的结构是与所要制备的具有沟槽结构的明克垫块对应的反结构。例如，当垫块尺寸为100mm*100mm*10mm，垫块的一侧表面分布有″回″字型的沟槽结构，则对应的可烧蚀胎膜即为″回″字型。
根据一些优选的实施方式，在步骤(3)中，铺放所述混合后的明克材料的质量根据所要制备明克垫块的体积和密度进行乘积后确定。本发明对垫块的体积和密度没有特别的限制，为保证垫块拥有更好的强度和均一性，所述垫块的厚度低于100mm时综合性能更好。
根据一些优选的实施方式，在步骤(4)中，所述热处理在高温排胶炉中进行。
根据一些优选的实施方式，在步骤(4)中，所述热处理的温度为500-700℃，所述热处理的时间为30-60分钟。
根据一些优选的实施方式，所述明克垫块的密度为0.25-1.0g/cm3。
本发明第二方面提供了一种具有沟槽结构的明克垫块，所述明克垫块按照本发明第一方面所述的制备方法制备得到。
实施例1
(1)按照气相二氧化硅∶钛白粉∶高硅氧纤维＝70∶20∶10的比例，称取明克原材料，并将各原材料混合均匀，得到混合后原材料。
(2)采用机加方式得到具有″回″字型沟槽结构的明克垫块，经测定，所述垫块的密度为0.4g/cm3。
实施例2
(1)混料。按照气相二氧化硅∶钛白粉∶高硅氧纤维＝70∶20∶10的比例，称取明克原材料，并将各原材料混合均匀，得到混合后原材料。
(2)制备胎模。根据所要制备的具有″回″字型沟槽结构的明克垫块，利用聚丙烯制备具有对应反结构的″回″字型可烧蚀胎模。
(3)模压成形。将步骤(2)所得可烧蚀胎模放在明克垫块模具的底端，上面铺放质量为2000g的步骤(1)所得混合后原材料，进行模压成形，出模后，得镶嵌有可烧蚀模胎的明克垫块，经测定，所述垫块的密度为0.4g/cm3。
(4)模胎烧蚀。将步骤(3)所得镶嵌有可烧蚀模胎的明克垫块置于高温排胶炉内，于600℃下处理30分钟后，冷却取出，即得所述具有沟槽结构的明克垫块。
所制备的具有沟槽结构的明克垫块的性能如表1所示。
通过实施例1和2对比，实施例2制备得到的明克垫块与实施例1中采用机加的方式得到的明克垫块效果完全一致，并且实施例2的制备方法简单，可以直接净尺寸成形，制备成本大幅降低。
实施例3
本实施例3与实施例2基本相同，不同之处在于：
在步骤(1)中，明克原材料的比例为气相二氧化硅∶钛白粉∶石英纤维＝80∶10∶10。
实施例4
本实施例4与实施例2基本相同，不同之处在于：明克原材料的比例为气相二氧化硅∶碳化硅粉∶玻璃纤维＝70∶20∶10。
实施例5
本实施例5与实施例2基本相同，不同之处在于：明克原材料的比例为气相二氧化硅∶碳化硅粉∶氧化锆纤维＝80∶10∶10。
实施例6
本实施例6与实施例2基本相同，不同之处在于：在步骤(3)中，所述明克垫块的密度为0.3g/cm3。
实施例7
本实施例7与实施例2基本相同，不同之处在于：在步骤(3)中，所述明克垫块的密度为0.3g/cm3，在步骤(4)中，将步骤(3)所得镶嵌有可烧蚀模胎的明克垫块置于高温排胶炉内，于600℃下处理60分钟。
实施例8
本实施例8与实施例2基本相同，不同之处在于：在步骤(3)中，所述明克垫块的密度为0.6g/cm3。
实施例9
本实施例9与实施例2基本相同，不同之处在于：在步骤(3)中，所述明克垫块的密度为0.8g/cm3。
Figure BDA0003109948560000071
Figure BDA0003109948560000081
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种具有沟槽结构的明克垫块的净尺寸制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混料
将明克原材料混合，得到混合后的明克原材料；所述明克原材料中的气相二氧化硅粉、无机填料、无机纤维的比例为(70-80):(10-30):(5-20)；所述明克原材料包括气相二氧化硅粉、无机填料、无机纤维；所述无机填料选自由碳化硅粉、钛白粉、硅酸锆粉、氧化铝粉、氧化铬粉组成的组的一种或多种；所述无机纤维选自由高硅氧纤维，石英纤维，玻璃纤维，氧化铝纤维，氧化锆纤维，莫来石纤维，碳化硅纤维组成的组的一种或多种；
(2)制备胎模
利用可烧蚀胎模材料制备与所述沟槽结构相对应的可烧蚀胎模；所述可烧蚀胎模材料选自由聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸二甲酯、聚己二酰己二胺组成的组中的一种；所述可烧蚀胎模的结构是与所要制备的具有沟槽结构的明克垫块对应的反结构；
(3)模压成形
将步骤(2)所述可烧蚀胎模放在明克垫块模具的底端，上面铺放所述混合后的明克原材料，进行模压成形，出模后，得到镶嵌有可烧蚀模胎的明克垫块；铺放所述混合后的明克材料的质量根据所要制备明克垫块的体积和密度进行的乘积后确定；
(4)模胎烧蚀
对步骤(3)所得的镶嵌有可烧蚀模胎的明克垫块进行热处理，冷却取出，即得所述具有沟槽结构的明克垫块；所述热处理在高温排胶炉中进行；所述热处理的温度为500-700℃，所述热处理的时间为30-60分钟；所述明克垫块的密度为0.25-1.0g/cm3。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述可烧蚀胎模材料为聚丙烯。
3.一种具有沟槽结构明克垫块，其特征在于：所述明克垫块按照权利要求1-2任一项所述的制备方法制备得到。
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