[发明专利]三明治固化碳毡

说明书

技术领域

本发明属于高温炉中使用的一种隔热保温固化碳毡。 

背景技术

目前，固化碳毡较石墨化软毡具有低挥发性、低操作损伤、良好的支撑性能以及安装更换方便等诸多优点，已经广泛的应用于真空高温炉或惰性气氛高温炉，例如真空高压气淬炉、真空烧结炉、加压真空烧结炉、单晶硅炉、多晶硅炉、碳化硅重结晶炉等。然而在实际生产中，尤其在高温热流较多的炉体中，热流成为热损失的主要途径，大量热量随热流从高温区向低温区（炉壁）传递，为此，国外研究机构发明了一种三明治夹心结构固化碳毡，即在碳毡与碳毡之间加入一层石墨纸，其中碳毡-石墨纸-碳毡之间利用高温粘接剂粘接而成。由于石墨纸表面孔隙率很低，有效的阻止了热量随热流的攒动损失，提高了能源利用率，因而得到了广泛使用。 

然而，在实际生产和应用过程中，这种三明治固化碳毡对生产需要的高温粘接剂要求很高，主要是因为加入的石墨纸本身惰性很强，很难与碳毡之间形成有效的粘接；另外，即使碳毡与石墨纸之间的粘接良好，由于石墨纸本身是一种柔性石墨，为表层与纸心层的结合强度很低，很容易剥离。因此，这种三明治结构固化碳毡在使用过程碳毡或石墨纸很容易损伤脱落，严重影响其阻流隔热性能和使用寿命。 

综上所述，突破三明治夹心固化碳毡的固有瓶颈，研发一种新型的抗流固化碳毡迫在眉睫。 

  

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种三明治固化碳毡，以降低或减少高温环境下热量随热流的损失，且使用过程中不会出现分层、损伤脱落等现象的发生，进而节约能源和材料成本。 

    为实现上述之目的，本发明采取的技术方案为： 

一种三明治固化碳毡，是由一层基体碳毡、一层复合粘接剂、再一层基体碳毡交叉粘接而成。

上述的复合粘接剂是由100份稀释剂、90-160份无机填料、2-15份固化剂和80-120份树脂组成。 

上述的稀释剂为工业乙醇、或为甲醇，或为丙酮。 

上述的无机填料为石墨、白炭黑、炭黑、碳化硅中的一种或几种的组合。 

上述的固化剂为硼酸、六亚甲基四胺、对甲苯磺酸、T31、硫酸乙酯、石油磺酸中的一种或几种的组合。 

上述的树脂为酚醛树脂，或为环氧树脂。 

本发明与现有技术相比，具有如下突出的优点和效果： 

1. 本发明原料易得，可选择范围宽，制备工艺简单、成本低廉。

2. 本发明放弃了传统三明治固化碳毡以石墨纸层作为阻热流层，转而利用复合粘接剂为前驱体，经固化、炭化、高温纯化得到一层致密的阻热流层。同时，该阻热流层又起到了粘接作用，将两边的基体碳毡粘接成一个整体。因为前期在涂刷复合粘接剂的过程中，伸入到复合粘接剂层内的纤维，后期成了阻热流层的增强相，且其结合强度远大于碳毡本身的剥离强度，因而保证了阻热流层与碳毡的结合强度，形成统一的整体，很难分离或剥离脱落。另外，该阻热流层的硬度、强度远远优于传统石墨纸，这样制备得到的三明治固化碳毡不但具有阻隔和抵抗热流的能力，其支撑性能、整体强度优于传统三明治固化碳毡以及常规固化碳毡。 

3. 本发明不受石墨纸本身局限性制约，可以方便制备各种形状复杂的三明治固化碳毡热场。 

4. 本发明制备得到的三明治固化碳毡，层间结合强度好，安装、清理等人为损伤小，且不易掉渣或掉块，延长了使用寿命，节约了成本。 

  

附图说明

 图1为本发明制备的筒状三明治固化碳毡。 

 图2为本发明制备的三明治固化碳毡板材。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案再作进一步的描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。 

实施例1

述的复合粘接剂是由100份稀释剂、90-160份无机填料、2-15份固化剂和80-120份树脂组成。

ⅰ一种A型三明治固化碳毡： 

    a. 先用工业乙醇稀释石油磺酸，其中工业乙醇和石油磺酸的重量比为100份: 2份，然后搅拌20分钟，接着在搅拌下将80 份酚醛树脂逐渐加入，最后将碳化硅90份加入溶液中，继续搅拌30分钟后即制得复合粘结剂。

b. 在基体碳毡粘接表面上均匀涂刷a.步骤制得复合粘接剂，层厚0.7mm，复合粘接剂上粘贴基体碳毡，然后逐层叠放压紧，压力35MPa；