[发明专利]一种高温炉用硬化保温材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种高温炉用硬化保温材料的制备方法，包括以下步骤：一、对碳纤维进行剪切处理，得到短纤维和长纤维，然后将短纤维和长纤维混合均匀，得到混合纤维；二、将分散剂和水混合均匀，得到分散液；三、将混合纤维与分散液混合均匀，得到浆料；四、对浆料进行第一真空抽滤成型，得到坯料，然后将粘结剂浇注在所述坯料上，进行第二真空抽滤成型，得到成型品；五、固化；六、进行碳化‑高温处理，得到高温炉用硬化保温材料。采用本发明制备的高温炉用硬化保温材料具有低密度、低导热系数、高机械强度等特性，能够作为晶体硅高温炉、气相沉积炉、陶瓷烧结炉等高温炉中的隔热保温材料广泛使用。

技术领域

本发明属于隔热保温材料技术领域，具体涉及一种高温炉用硬化保温材料的制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，军事、国防、冶金、化工等国民经济各领域对保温材料的需求日益剧增，且对保温材料的性能要求越来越高。目前使用的保温材料大多为软毡隔热材料，其具有硬度低、易粉化、安装拆卸不方便、隔热保温性能差等劣势，而短纤维硬化保温材料能克服软毡隔热材料的上述缺点，可广泛应用于各类高温炉保温领域。

目前国内真空高温炉中所使用的保温材料一般采用软碳毡，这种结构的隔热保温材料存在强度低、易变形、易风化、隔热效果差、拆卸安装费时费力等缺点，而短纤维硬化保温材料能够克服软毡保温材料的上述缺点，可作为晶体硅高温炉、气相沉积炉、陶瓷烧结炉等高温炉中的隔热保温材料得到广泛使用。

目前国内碳纤维硬毡主要采用软毡浸渍分层粘贴的成型工艺，此种工艺成型方式制成的硬毡，虽然强度较软毡有所提高，但仍存在导热系数大、保温性能差等致命缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高温炉用硬化保温材料的制备方法。采用该方法制备的高温炉用硬化保温材料具有低密度、低导热系数、高机械强度等特性，能够作为晶体硅高温炉、气相沉积炉、陶瓷烧结炉等高温炉中的隔热保温材料广泛使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高温炉用硬化保温材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、对碳纤维进行剪切处理，得到长度为0.5mm～3mm的短纤维和长度为10mm～30mm的长纤维，然后将所述短纤维和长纤维按质量比(0.25～4)∶1混合均匀，得到混合纤维；

步骤二、将分散剂和水混合均匀，得到分散液；所述分散液中分散剂的质量百分含量为0.3％～3％；

步骤三、将步骤一中所述混合纤维和步骤二中所述分散液混合均匀，得到浆料；所述浆料中混合纤维的质量百分含量为5％～15％；

步骤四、对步骤三中所述浆料进行第一真空抽滤成型，得到坯料，然后将粘结剂浇注在所述坯料上，进行第二真空抽滤成型，得到成型品；所述第一真空抽滤成型和第二真空抽滤成型的真空度均为0.01MPa～0.05MPa，所述第一真空抽滤成型和第二真空抽滤成型的时间均为10min～30min，所浇注的粘结剂的质量为混合纤维质量的0.5～3倍；

步骤五、对步骤四中所述成型品进行固化处理，所述固化处理的具体过程为：将所述成型品先在温度为70℃～90℃的条件下保温1h～3h，然后升温至100℃～130℃后保温1h～3h，之后升温至150℃～200℃后保温5h～10h，最后自然冷却至25℃室温；

步骤六、对步骤五中固化处理后的成型品进行碳化-高温处理，得到高温炉用硬化保温材料；所述碳化-高温处理为碳化和高温相结合的处理工艺，具体过程为：将固化处理后的成型品先在温度为150℃～200℃的条件下保温5h～10h，再升温至600℃～700℃后保温3h～5h，然后升温至900℃～1000℃后保温5h～10h，之后升温至1800℃～2000℃后保温5h～10h，最后自然冷却至25℃室温。