[发明专利]一种炭素材料快速成型、快速焙烧制造方法

说明书

一种炭素材料快速成型、快速焙烧制造方法,下列组分按重量百分比将颗粒大小为200‑400目的炭粉60‑80%、木质素5‑10%、羧甲基纤维素1‑5%、酚醛树脂10‑20%、聚乙烯醇（水溶液）4‑5%投入真空混炼机中，加水量为上述组分总量的15‑30%混合1小时制得可塑性料,通过滚压或液压成型制作成胚料产品并自然干燥至含水量5‑10%后装桶焙烧或真空焙烧，温度110℃，时间3‑5小时，继续升温至110‑180℃，时间2小时，继续升温至180‑900℃，时间3‑5小时，制得成品。实现胚料可塑性、简化生产设备、优化生产流程、提高生产效率并达到高产能、减污染、降成本的目的。

技术领域

本发明涉及炭素材料成型技术领域，具体来说是一种炭素材料快速成型、快速焙烧制造方法。

背景技术

炭素材料是无机非金属材料，具有很多独特的物理化学性质，即轻量，多孔性，导电性，导热性，耐腐蚀性，润滑性，高温强度，耐热性，耐热冲击性，低热膨胀，低弹性，高纯度，可加工性等，可以说，炭素材料兼有金属、陶瓷和有机高分子三种主要固体材料的特性，并且炭素材料具有上述三种材料不具有的性质，比如比弹性率和比强度高，减震率大，生物相容性好，具有自润滑性及中子减速能力等特点。

现有技术中，炭素材料成型方法成型方法一般先制成毛坯后再机械加工，这种方法不但费时费工，浪费资源，增加污染，成本高，而且生产工期长，效率低下。

为此，本技术领域有实现一次成型的解决方案，如专利局公告号CN104671231B名为“炭素材料成型方法”， 该方法包括将竹炭粉、煅焦粉、生焦粉、竹油、固化剂、粘结剂和食品级润滑剂采用搅拌碾压方式进行混合，然后经过干燥、碾磨、准备模具、一次成型及炭化步骤；由毛坯再加工成型跨越到一次成型，大幅提高生产效率，降低成本。但其在成型过程中需模具内一次成型成制品且保压压力至少为20 吨，成型保压时间至少为2min，成型厚度为1.2-1.6cm；尚存在生产设备繁重、成型时间长、固化慢且模压制作时可塑性差等不足之处，不利更好地简化生产流程、更有效地提高生产效率。

鉴于以上不足之处，本申请人加以研究创新并出更优的解决方案。

发明内容

本发明是要提供一种炭素材料快速成型、快速焙烧制造方法，进而实现胚料可塑性、简化生产设备、优化生产流程、提高生产效率并达到高产能、减污染、降成本的目的。

实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种炭素材料快速成型、快速焙烧制造方法，包含以下步骤：

（1）制可塑性料，下列组分按重量百分比将颗粒大小为200-400目的炭粉60-80%、木质素5-10%、羧甲基纤维素1-5%、酚醛树脂10-20%、聚乙烯醇（水溶液）4-5%投入真空混炼机中，加水量为上述组分总量的15-30%混合1小时制得可塑性料。

（2）成型，将步骤（1）制得的可塑性料通过滚压或液压成型制作成胚料产品。

（3）干燥，将步骤（2）所得的胚料产品自然干燥至含水量5-10%。

（4）焙烧，将步骤（3）所得胚料产品装桶焙烧或真空焙烧：

1）脱水阶段，温度110℃，时间3-5小时；

2）致密阶段，温度110-180℃，时间2小时，木质素、酚醛树脂熔化排出空气，产品致密；

3）炭化阶段，温度180-900℃，时间3-5小时，胚料产品脱氢、脱氧完成炭化，制得成品。

优选方案是一种炭素材料快速成型、快速焙烧制造方法，包含以下步骤：

（1）制可塑性料，下列组分按重量百分比将颗粒大小为200-400目炭粉70%、木质素7%、羧甲基纤维素3%、酚醛树脂15%、聚乙烯醇（水溶液）4%投入真空混炼机中，加水量为上述组分总量的20%混合1小时制得可塑性料。