[发明专利]一种耐高温隔热保温碳毡的制备方法、制得的保温碳毡及其应用

说明书

本发明公开一种耐高温隔热保温碳毡的制备方法，涉及保温隔热材料技术领域，本发明包括以下步骤：1)在真空或惰性气体氛围下，将聚合物泡沫进行碳化处理，得到预制软碳毡，所述聚合物泡沫为三聚氰胺泡沫或聚氨酯泡沫；2)将所述预制软碳毡放入化学气相沉积炉中沉积热解炭，得到所述耐高温隔热保温碳毡。本发明还提供采用上述方法制得的保温碳毡及其应用。本发明的有益效果在于：本发明将制备预制软碳毡的工艺简单，之后预制软碳毡放入化学气相沉积炉中沉积热解炭，使热解炭将软碳毡的炭网格包覆起来，有效阻碍裂纹的偏转和扩展，延长了预制软碳毡的使用寿命，并提升了保温碳毡的力学性能，本发明保温碳毡可作为保温材料用于多种保温炉中。

技术领域

本发明涉及保温隔热材料技术领域，具体涉及一种耐高温隔热保温碳毡的制备方法、制得的保温碳毡及其应用。

背景技术

保温炉(脱脂炉、高、低温碳化炉、CVD炉、CVI炉等)被广泛应用于化工、能源、航空航天等领域，需要消耗大量的电能，而隔热层对保温炉起着至关重要的作用，具有优良的高温隔热效果的隔热毡能够有效降低炉内热量的扩散，减少热量的损失，节约能源。

目前我国的多种保温炉仍采用传统的毡类隔热材料，而传统的毡类隔热材料存在使用温度低、隔热性能差、高温变脆、热场不稳定等缺陷，特别是长时间使用后，一旦出现裂纹，容易扩展，从而使毡类隔热材料的使用性能显著降低，直至不能使用，使用寿命明显缩短。

公告号为CN103979994B的专利公开一种保温碳毡，但其制备方法复杂，且制得的保温碳毡导热系数较高，且密度较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的保温碳毡导热系数较高，且密度较大，提供一种密度小的、导热系数低的、耐高温隔热保温碳毡的制备方法、制得的保温碳毡及其应用。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题：

一种耐高温隔热保温碳毡的制备方法，包括以下步骤：

1)在真空或惰性气体氛围下，将聚合物泡沫进行碳化处理，得到预制软碳毡，所述聚合物泡沫为三聚氰胺泡沫或聚氨酯泡沫；

2)将所述预制软碳毡放入化学气相沉积炉中沉积热解炭，得到所述耐高温隔热保温碳毡。

有益效果：将聚合物泡沫经碳化后制备预制软碳毡，制备工艺简单，生产成本低。当聚合物泡沫为三聚氰胺泡沫，三聚氰胺泡沫多孔质轻。

沉积热解炭是指由气态碳氢化合物经高温热解反应在基底上沉积形成碳材料的过程。预制软碳毡沉积热解炭后，使热解炭层进入碳毡内部，将预制软碳毡的炭网格包覆起来，有效阻碍裂纹的偏转和扩展，提高其耐化学腐蚀性能和耐高温性能5倍以上，延长了预制软碳毡的使用寿命，且进一步提升了预制软碳毡的力学性能，例如耐压缩、耐冲击等性能。

本发明制备方法简单，成本较低，采用本发明方法制得的耐高温隔热保温碳毡质软富有弹性且不易开裂，具有保温性好、耐撕裂、回弹性好、使用方便且耐用等特点，适用范围更广。

优选地，所述惰性气体为氮气、氩气中的至少一种。

优选地，所述聚合物泡沫为三聚氰胺泡沫，所述预制软碳毡具体包括以下步骤：将三聚氰胺泡沫置于碳化炉中，在真空状态或惰性气体氛围下，先快速升温至200-250℃，恒温15-60min，然后升温至350-400℃，恒温30-120min，接着升温至700-750℃，恒温30-120min，然后升温至900-950℃，恒温15-60min，接着升温至1000-1200℃，恒温60-120min后，随炉冷却至室温，即得预制软碳毡。

优选地，以0.2-1℃/min的升温速率升温至350-400℃；以1-5℃/min的升温速率升温至700-750℃；以0.2-1℃/min的升温速率升温至900-950℃；以1-5℃/min的升温速率升温至1000-1200℃。