[发明专利]一种高温炉用可加工硬化保温毡的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高温炉用热场材料配件技术领域，具体涉及一种高温炉用可加工硬化保温毡的制备方法。

背景技术

高温炉作为粉末冶金、新材料、新能源、国防工业等领域常用设备之一，得到广泛的应用。高温炉用热场材料具有功能和结构双重功效，作为消耗部件，每年的消耗量巨大。近年，由于炭/炭复合材料制备技术的进步及自身优异的力学性能、保温性能和抗腐蚀、抗气流冲刷等性能，使高温炉用热场材料逐步由石墨材料转向炭/炭复合材料。

大多数高温炉热组件内层使用软炭毡，外层堆砌陶瓷纤维作为保温材料，使用一段时间后，由于破损或炭的沉积等原因，保温性能下降，就需要更换，拆装更换费时费力；而且传统保温材料软炭毡在高温炉使用中有微小的炭纤维脱落，容易引起对产品的污染，另外还容易引起发热元件的短路，造成加热元件与炉室的损坏或降低寿命。

湖南南方搏云新材料有限责任公司在CN1994972中国专利中公开了一种晶体硅生长炉用高纯固化炭毡的制造方法，所制造的高纯固化炭毡轻质高强且质量稳定，使用可靠，但工艺过程复杂，制造周期长；美国CRYSTAL TECHNOLOGIES公司在US6602345B1美国专利中公开了一种晶体生长炉的加热器装置，其隔热层采用固化炭毡或固化泡沫炭制成；美国UNION CARBIDE CORP在US3121050美国专利中公开了一种通过热解热固性有机聚合物首次获得的网状玻璃泡沫炭，作为保温材料，用有机聚合物炭化法制备的泡沫炭多为机械强度低的玻璃炭；烟台鲁航炭材料科技有限公司在CN101173839A中国专利中公开了一种泡沫炭超高温大型硬质隔热室的制造方法，采用泡沫炭制作隔热室预制坯，将隔热室预制坯与型模粘合，经过固化、脱模、制防渗透敷膜、涂覆防腐蚀和抗氧化剂和整体烧结而制成。深圳大学在CN101003914A中国专利中公开了一种坩埚保温套及其制作方法，该专利选择纤维排列具有集中趋向的长纤维石墨保温毡制作保温性能优良的坩埚保温套。

但是，上述专利中所提到的高纯固化炭毡、固化炭毡或固化泡沫炭隔热材料，都是借助于模具或胎具成型，产品可加工性不强；而用有机聚合物炭化法制备的泡沫炭机械强度低；坩埚保温套成型技术仅限于单晶硅炉用保温材料，对于其他领域使用具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是为克服背景技术的不足，提供一种高温炉用可加工硬化保温毡的制备方法，该制备方法工艺简单、可批量化生产，制备的产品具有低的导热系数、低的灰分和杂质含量、良好的机械性能和高温尺寸稳定性、优异的可加工性能，在高温炉中使用无挥发份产生，不会对产品造成污染的。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种高温炉用可加工硬化保温毡的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)采用杂质含量低的软毡，并对软毡进行裁剪；将裁剪后的软毡置于浸胶机中，加入浸渍剂进行预浸渍，然后将预浸渍后的软毡晾干；所述软毡为聚丙烯腈基炭毡、聚丙烯腈石墨毡、粘胶基炭毡或粘胶基石墨毡，且要求炭毡灰分小于2000ppm，要求石墨毡灰分小于1000ppm；所述浸渍剂为酒精与氨酚醛树脂的混合胶液，或丙酮与糠酮树脂的混合胶液，或水与水溶性树脂的混合胶液；

(2)在晾干后的软毡上刷粘接剂对软毡进行逐层粘接，粘接剂为酚醛树脂与石墨粉的混合物，或酚醛树脂、二氧化硅与碳化硅的混合物，或糠酮树脂与石墨粉的混合物；

(3)将粘接后的软毡在压力为0.01MPa～10MPa，温度为140℃～240℃的条件下压制固化，得到半成品；

(4)将步骤(3)中所述的半成品置于炭化炉中，在升温速率为5℃/h～200℃/h的条件下升温至700℃～1200℃进行炭化处理；

(5)将炭化处理后的产品置于高温热处理炉中，在升温速率为5～200℃/h的条件下升温至1600℃℃～2500℃进行高温处理；

(6)将步骤(5)中高温处理后的产品进行机械加工；

(7)在机械加工后的产品表面涂刷涂层材料进行涂层处理，经涂层处理的产品表面形成单层涂层；所述涂层材料为酚醛树脂、酒精与石墨粉的混合物，或水溶性树脂胶液与石墨粉的混合物，或酚醛树脂、丙酮与石墨粉的混合物，或酚醛树脂、酒精与碳化硅的混合物，或水溶性树脂胶液与碳化硅的混合物，或酚醛树脂、丙酮与碳化硅的混合物，或酚醛树脂、酒精与硅粉的混合物，或水溶性树脂胶液与硅粉的混合物，或酚醛树脂、丙酮与硅粉的混合物；所述水溶性树脂胶液的质量分数为5％～40％；