[发明专利]碳纤维保温板材预制体及其制备方法

说明书

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。