[发明专利]耐高温、透微波的高硅氧耐火纤维-聚苯硫醚-聚醚砜复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温、透微波的复合材料的制备方法，特别是涉及一种耐高温、透微波的高硅氧耐火纤维-聚苯硫醚-聚醚砜复合材料的制备方法。

背景技术

膨胀石墨是一种新型的碳素材料，除具有极强的耐压性、柔韧性、可塑性和自润滑特性外，还具有极强的抗高低温、抗腐蚀、抗辐射、抗震、抗老化、抗扭曲特性，其还可耐各种金属的熔化及渗透。通过微波连续膨化石墨是高效生产膨胀石墨的一种简单、经济的方法，但这种连续生产膨胀石墨的工序对运送石墨的材料有较为苛刻的要求，其要求输送带需耐950℃以上高温，并且还要求所用输送带材料的透微波性能优良。此外，所用输送带材料不能吸收微波，这是因为可膨胀石墨在微波中膨化时会产生900~950℃的瞬时高温，而输送带材料如果吸收微波，则会影响膨胀石墨的生产效果。因此，耐高温、透微波性能优良的新型复合输送带材料的应用前景广阔，其在微波膨化生产膨胀石墨领域中的应用市场巨大。

中国专利（CN 1676617A）公开了一种炼钢炉专用耐高温透波材料的制备方法，该方法首先将高硅氧纤维织物预制体浸渍在磷酸铬铝中，然后在室温下凉置、压模成型，但采用此方法制备的材料只能满足炼钢炉透6.3GHz~26GHz微波的要求，无法广泛应用于不同频率的微波环境中。中国专利（CN 102030544A）公开了一种具有耐高温、隔辐射、传热、与透微波兼容的无机涂层的制备方法，该方法将具有氧化钛壳层的核壳结构填料浸渍在硅溶胶中，再经热处理得到一种耐高温、隔辐射、传热和透微波的无机涂层。这种涂层对红外热辐射具有较高的反射率和优良的透微波性能。但是该材料的主要功能是屏蔽了石英、氮化硅等陶瓷材料在高温下的辐射传热，并且该专利技术还存在制备工艺复杂、成本较高的缺点。美国专利（US 2011/0284347A1）公开了一种含金属涂层的塑料传送带组件及其制造方法，该专利主要借助于金属沉积、电镀和粘结等技术将金属涂层复合到已经注塑成型的塑料传送带组件上，从而提高传送带组件的耐磨性和硬度。但该方法公开的塑料传送带表面含有金属涂层，其具有吸收微波的特性，因此无法作为微波膨化生产膨胀石墨的输送带。

众所周知，高硅氧耐火纤维布、磷酸二氢铝、聚苯硫醚、聚醚砜都属于透波材料，在微波环境中不会吸收微波，当其被用作微波膨化石墨的输送带材料时，不会影响膨胀石墨的膨化效果。高硅氧耐火纤维布无毒、密度较低，是一种耐热、柔软的特种晶体纤维织物，其SiO₂含量达96%以上，同时其还具有优异的化学稳定性、介电性和耐热性，能长期在1000℃环境下长期使用，并且其瞬间耐热温度可达1400℃。另外，高硅氧耐火纤维布的绝缘性能好，导热系数低，保温性能好，耐腐蚀、无石棉，有优良的环保性能。但高硅氧耐火纤维布的强度相对较低，无法单独作为输送带使用，需要对其进行增强改性。磷酸二氢铝是一种常用的耐火材料粘结剂，对于高硅氧布等耐火材料有优异的粘结性能。此外，磷酸二氢铝还具有耐高温、抗震动、抗剥落、耐高温气流冲刷等优异性能。磷酸二氢铝的密度较低，仅为1.44~1.47 g/ cm³，满足输送带对所用材料所具有的高强轻质的要求。

聚苯硫醚是一种具有优异性能的结晶型耐高温聚合物，由于其结晶度高，因此在高温下仍具有较高的强度和刚度。具有支链的聚苯硫醚脆性较大，而线性聚苯硫醚的韧性、纯度和强度更高。聚醚砜是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料，其具有优异的耐热性，在高温和温度急剧变化的环境中仍能保持稳定的性能。此外，聚苯硫醚和聚醚砜皆具有优异的耐化学溶剂性、耐水解性能和较佳的机械加工性能。同时，聚苯硫醚和聚醚砜的抗蠕变性能强、热膨胀系数低，在应用过程中都具有优良的尺寸稳定性。即使不添加任何阻燃剂，聚苯硫醚和聚醚砜都具有理想的阻燃性，这两种聚合物的阻燃性能都为UL94V-0级。聚苯硫醚的密度为1.34~1.36g/cm³，聚醚砜的密度介于1.37~1.51g/cm³之间，与其他工程用高分子聚合物材料相比，聚苯硫醚和聚醚砜的密度较小，因而其具有高强轻质的优点。因此，发明人以高硅氧耐火纤维布、磷酸二氢铝、聚苯硫醚、聚醚砜为原料，制备一种新型的耐高温、透微波的复合材料，并将其应用到微波膨化石墨生产工序中，用于推进膨胀石墨微波工业化生产的进一步发展。

发明内容