專利名稱：：泡沫炭超高溫硬質隔熱材料及其生產(chǎn)方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于高溫爐隔熱保溫材料
技術領域：
，尤其是涉及一種泡沫炭超高溫硬質隔熱材料及其生產(chǎn)方法。
背景技術：
：隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國硬質合金、單晶硅、精密陶瓷、高純金屬、高溫合金、炭/炭復合等新材料的生產(chǎn)也得到迅速發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國目前擁有硬質合金燒結爐、單晶硅爐、真空冶煉爐、真空熱處理爐、氣相沉積爐等多種高溫爐約5萬臺以上，這些高溫爐目前仍普遍采用傳統(tǒng)的"炭氈"做隔熱材料。由于炭氈存在著高溫變脆、使用壽命低、污染產(chǎn)品、污染環(huán)境、耗電大、熱場不穩(wěn)定、軟質、不能制成異形等諸多弊端，己不能適應生產(chǎn)發(fā)展的需要，使得我國一些高技術行業(yè)和進口設備需要從國外高價進口泡沬炭隔熱材料。而國外已在八十年代初期把用于航天器的泡沫炭絕熱材料，推廣到工業(yè)爐上代替炭氈做隔熱材料。如蘇格蘭的"卡爾卡伯"公司是歐洲最大的泡沫炭生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品出口美、俄、日等十幾個國家；而我國泡沫炭產(chǎn)品尚處于研制階段。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于改進已有技術的不足而提高一種隔熱性能好、使用壽命長、節(jié)約電能、環(huán)保性能好、能做成硬質異形適應各種爐型需要的高功能特性的隔熱材料、生產(chǎn)方法簡單、成本低的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特點是由重量百分比為11-18%的炭粉，30-44%的粘結劑，1-10%的鋯英石，12-19%的氧化物，1-6%的可膨脹石墨，15-20%的纖維，10-15%的PCF粉，5-10%的回用廢料，0.1-8%的偶聯(lián)劑，0.1-5%的活化劑制成。所述的炭粉是炭黑、石油焦、瀝青焦、石墨粉中的一種或兩種或兩種以上任意混合。所述的粘結劑是糖漿、環(huán)氧樹脂的一種或兩種混合。所述的氧化物是氧化鈣、金紅石和三氧化二鋁中的一種或兩種或兩種以上任意混合。所述的纖維是人造纖維、炭纖維中的一種或兩種混合。所述的回用廢料為本泡沬炭報廢產(chǎn)品經(jīng)破碎后的產(chǎn)物。所述的偶聯(lián)劑為KH550、KH570中的一種或兩種混合。所述的活化劑為甲基纖維素。為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明泡沫炭超高溫硬質隔熱材料是采用以下步驟制成a、原材料準備，加工纖維長度為5-20mm，塊狀原料粉碎為50-5000目；b、混料，將混料機轉速調至轉速50-2000r/min，先將粘結劑、活性劑、偶聯(lián)劑混制10-30min，然后加入鋯英石、氧化物、炭粉以及可膨脹石墨混制1-20min，再加入PCF粉及回用廢料的混合物混制10-50min，最后加入纖維混制1-50min;c、真空成型，將混好的物料裝入專用模具中，再將模具放入成型機中，密封緊固爐蓋后分段升溫20-100°C，保溫10-100分鐘;100-140°C，保溫5-100分鐘；繼續(xù)升溫至150-200。C時，抽真空成型，再升溫至160-300°C，保溫40-60分鐘，出模；d、炭化，升溫速率1-20(TC/小時，最高處理溫度1500°C，采用氮氣作為保護氣體；e、石墨化，在溫度200(TC-260(TC的條件下進行。本發(fā)明與已有技術相比具有以下顯著特點和積極效果本發(fā)明采用炭粉、粘結劑、鋯英石、氧化物、可膨脹石墨、纖維、PCF粉、回用廢料、偶聯(lián)劑和活化劑混合制成隔熱材料，替代目前普遍使用的"炭氈"和"石墨氈"，以適應我國單晶硅爐、硬質合金燒結爐、真空熱處理爐、氣相沉積爐等各種高溫爐和進口高溫爐的需要，實現(xiàn)進口高溫隔熱材料的國產(chǎn)化，本發(fā)明中的每種原料價廉物美，資源豐富，與大多企業(yè)所大量采用的炭纖維相比，由于炭纖維資源短缺，價格昂貴，大幅加大了產(chǎn)品的成本，另外，本發(fā)明采用的回用廢料不僅增強了產(chǎn)品性能，而且節(jié)約了大量的炭材料資源及外匯；本發(fā)明泡沫炭超高溫隔熱材料起點高，成本低，工藝簡單易行。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>1-6%的可膨脹石墨，15-20%的纖維，10-15%的PCF粉，5-10%的回用廢料，0.1-8%的偶聯(lián)劑，0.1-5%的活化劑組成，炭粉是炭黑、石油焦、瀝青焦、石墨粉中的一種或兩種或兩種以上任意混合，粘結劑是糖漿、環(huán)氧樹脂的一種或兩種混合，氧化物是氧化鈣、金紅石和三氧化二鋁中的一種或兩種或兩種以上任意混合，纖維是人造纖維、炭纖維中的一種或兩種混合，回用廢料為本泡沫炭報廢產(chǎn)品經(jīng)破碎后的產(chǎn)物，偶聯(lián)劑為KH550、KH570中的一種或兩種混合，活化劑為甲基纖維素，是按照以下方法步驟制成原材料準備，加工纖維長度為5-20mm，塊狀原料粉碎為50-5000目，塊狀原料包括石油焦、瀝表焦以及氧化鈣及鋯英石的回用料；混料，將混料機轉速調至轉速50-2000r/min，先將粘結劑、活性劑、偶聯(lián)劑混制10-30min，然后加入鋯英石、氧化物以及可膨脹石墨混制1-20min，再加入PCF粉及回用料的混合物混制10-50min，最后加入纖維混制1-50min;真空成型，將混好的物料裝入模具中，模具是根據(jù)產(chǎn)品的幾何形狀和尺寸設計而成，模具的結構與現(xiàn)有技術相同，再將模具放入成型機中，成型機是由普通真空爐和真空罐組合而成，密封緊固爐蓋后分段升溫20-100°C，保溫10-100分鐘，100-140°C，保溫5-100分鐘，然后繼續(xù)升溫至150-20(TC時，抽真空成型，再升溫至160-30(TC，保溫40-60分鐘，出模；炭化，升溫速率為1-20(TC/小時，最高處理溫度150(TC，采用氮氣作為保護氣體；石墨化，在溫度200(TC-260(TC的條件下進行。本實施例是采用炭黑和石油焦混合物14kg，粘結劑糖漿30kg，lkg的偶聯(lián)劑KH550，活化劑甲基纖維素lkg，鋯英石5kg，氧化鈣和金紅石混合物15kg，可膨脹石墨4kg，人造纖維和炭纖維混合物15kg，PCF粉10kg，回用廢料5kg混合制成；是首先加工纖維長度為5-20mm，塊狀原料粉碎為50-5000目，將準備好的原材料，按配方要求稱量好，將混料機轉速調至800轉/分，先加炭黑、石油焦、糖漿、偶聯(lián)劑KH550、活化劑甲基纖維素按順序混制20min，加鋯英石、氧化鈣和金紅石混制20min，加PCF粉與可膨脹石墨的混合物、回用廢料混制10min，加入人造纖維纖維混20min;將上述混制好的物料裝入模具中，再將模具放進成型機中，鎖緊爐蓋檢查爐蓋密封情況，升溫50。C保溫20min，100。C保溫50min，140。C保溫30min，升溫至17(TC，抽真空成型，真空度為-0.lMPa，在180-20(TC保溫20min固化，出模，然后炭化，炭化時用氮氣保護，從室溫到65(TC，升溫速率為5(TC/h，650-1200°C，100°C/h，隨爐降溫，然后石墨化，石墨化時用氬氣保護，處理溫度2200-240(TC，得本發(fā)明產(chǎn)品。實施例2，泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，由8kg的炭粉，35kg的糖漿，10kg的鋯英石，15kg的氧化物，2kg的可膨脹石墨，15kg的人造纖維，10kg的PCF粉，5kg的回用廢料，0.5kg的偶聯(lián)齊U，0.5kg的活化劑制成，炭粉是炭黑、石油焦、瀝青焦、石墨粉的混合物，氧化物是氧化鈣、金紅石和三氧化二鋁的混合物，回用廢料為本泡沫炭報廢產(chǎn)品經(jīng)破碎后的產(chǎn)物，偶聯(lián)劑為KH550、KH570兩種混合，活化劑為甲基纖維素，以上原料按照實施例1中的同樣步驟和工藝完成。所得到的泡沬炭材料隔熱性能穩(wěn)定，質地均勻，強度好。實施例3，泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，由15kg的炭黑，33kg的環(huán)氧樹脂及糖漿混合物，2kg的鋯英石，12kg的金紅石，3kg的可膨脹石墨，15kg的炭纖維，10kg的PCF粉，5kg的回用廢料，2kg的偶聯(lián)劑，3kg的活化劑制成，回用廢料為本泡沫炭報廢產(chǎn)品經(jīng)破碎后的產(chǎn)物，偶聯(lián)劑為KH570，活化劑為甲基纖維素，以上原料按照實施例1中的同樣步驟和工藝完成，所得到的泡沫炭材料隔熱性能穩(wěn)定，質地均勻，強度好。權利要求1、泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是由重量百分比為11-18％的炭粉，30-44％的粘結劑，1-10％的鋯英石，12-19％的氧化物，1-6％的可膨脹石墨，15-20％的纖維，10-15％的PCF粉，5-10％的回用廢料，0.1-8％的偶聯(lián)劑，0.1-5％的活化劑制成。2、根據(jù)權利要求1所述的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的炭粉是炭黑、石油焦、瀝青焦、石墨粉中的一種或兩種或兩種以上任意混合。3、根據(jù)權利要求1所述的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的粘結劑是糖漿、環(huán)氧樹脂的一種或兩種混合。4、根據(jù)權利要求1所述的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的氧化物是氧化鈣、金紅石和三氧化二鋁中的一種或兩種或兩種以上任意混合。5、根據(jù)權利要求1所述的泡沬炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的纖維是人造纖維、炭纖維中的一種或兩種混合。6、根據(jù)權利要求l所述的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的回用廢料為本泡沫炭報廢產(chǎn)品經(jīng)破碎后的產(chǎn)物。7、根據(jù)權利要求1所述的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的偶聯(lián)劑為KH550、KH570中的一種或兩種混合。8、根據(jù)權利要求1所述的泡沬炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的活化劑為甲基纖維素。9、一種權利要求1所述的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料的生產(chǎn)方法，其特征是該方法包括以下步驟a、原材料準備，加工纖維長度為5-20mm，塊狀原料粉碎為50-5000目；b、混料，將混料機轉速調至轉速50-2000r/min，先將粘結劑、活性劑、偶聯(lián)劑混制10-30min，然后加入鋯英石、氧化物、炭粉以及可膨脹石墨混制1-20min，再加入PCF粉及回用廢料的混合物混制10-50min，最后加入纖維混制1-50min;c、真空成型，將混好的物料裝入專用模具中，再將模具放入成型機中，密封緊固爐蓋后分段升溫20-100°C，保溫10-100分鐘；100-140°C，保溫5-100分鐘；繼續(xù)升溫至150-2(XTC時，抽真空成型，再升溫至160-300°C，保溫40-60分鐘，出模；d、炭化，升溫速率1-20(TC/小時，最高處理溫度1500°C，采用氮氣作為保護氣體；e、石墨化，在溫度2000。C-260(TC的條件下進行。全文摘要本發(fā)明公開了一種泡沫炭超高溫硬質隔熱材料及其生產(chǎn)方法，是由重量百分比為11-18％的炭粉，30-44％的粘結劑，1-10％的鋯英石，12-19％的氧化物，1-6％的可膨脹石墨，15-20％的纖維，10-15％的PCF粉，5-10％的回用廢料，0.1-8％的偶聯(lián)劑，0.1-5％的活化劑經(jīng)過混料、真空成型、炭化和石墨化加工而成，本發(fā)明具有隔熱性能好、使用壽命長、節(jié)約電能、環(huán)保性能好、能做成硬質異形適應各種爐型需要的高功能特性的隔熱材料、生產(chǎn)方法簡單、成本低的特點。文檔編號C04B26/02GK101182159SQ200710114638公開日2008年5月21日申請日期2007年11月16日優(yōu)先權日2007年11月16日發(fā)明者史鴻俊,葉會禮,英張,趙啟民,郝廣政,隋英華申請人:煙臺魯航炭材料科技有限公司