[发明专利]一种炭纤维缝制硬化平板保温材料的制备方法

权利要求书

1.一种炭纤维缝制硬化平板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：采用炭纤维软毡作为主要原材料，软毡密度控制在0.06g/cm³-0.14g/cm³，厚度为4mm-15mm；

步骤二：炭纤维纵向缝制成型，将泡沫板工装等尺寸置于最下层，然后按照设定好的层数铺上炭纤维软毡，采用倒钩针将炭纤维纵向垂直插于软毡里面，将各层炭纤维软毡用炭纤维连接起来形成整体；

步骤三：配置树脂浸渍液，将树脂和溶剂按一定的比例混合搅拌，其混合重量比例为树脂：溶剂＝1：2-15，搅拌均匀；

步骤四：将缝制好的炭纤维毡浸泡在步骤三中配置好的树脂浸渍液内，树脂浸渍液完全淹没炭纤维毡为止；

步骤五：将步骤四中浸渍处理后炭纤维毡置于固化炉内进行预固化处理，预固化温度为60℃-100℃，预固化1h-4h后，将炭纤维毡体180度翻转，继续进行固化处理，固化温度为100℃-200℃，使得毡体内树脂分布相对均匀；

步骤六：将步骤五中固化处理的炭纤维毡体置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为800℃-1000℃；

步骤七：将步骤六出炉的硬化后炭纤维毡体置于高温炉内进行高温处理，处理温度为1600℃-2500℃；

步骤八：将步骤七出炉的硬化后炭纤维毡体按照图纸进行机械加工，制得炭纤维硬化保温材料毛坯；

步骤九：将步骤八加工后的硬化炭纤维保温材料毛坯进行表面涂层封孔处理，首先进行第一层过渡涂层制备，将石墨粉添加在树脂溶液中作为涂料，均匀涂刷在加工后的炭纤维硬化保温材料坯体上下表面及侧面，然后在固化炉内进行固化处理，固化温度为160℃-240℃；其次进行第二层致密涂层制备，将碳化硅粉添加在树脂溶液中作为涂料，均匀涂刷在炭纤维硬化保温材料坯体上下表面及侧面；最后进行第三层热解炭涂层制备，将炭纤维硬化保温材料坯体置于化学气相沉积炉内，以丙烯作为碳源，氮气为稀释气体，进行热解炭涂层制备，制得炭纤维硬化保温材料。

2.如权利要求1所述的一种炭纤维缝制硬化平板保温材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的炭纤维软毡为PAN基炭毡或石墨毡，粘胶基炭毡或石墨毡中的一种。

3.如权利要求1所述的一种炭纤维缝制硬化平板保温材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的炭纤维为PAN基炭纤维，丝束数为1K、3K或6K中的一种。

4.如权利要求1所述的一种炭纤维缝制硬化平板保温材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述的树脂为呋喃树脂或酚醛树脂，溶剂为酒精或丙酮。

5.如权利要求1所述的一种炭纤维缝制硬化平板保温材料的制备方法，其特征在于，步骤四中所述的浸渍工艺，浸渍时间为2h-15h。

6.如权利要求1所述的一种炭纤维缝制硬化平板保温材料的制备方法，其特征在于，步骤五中所述的预固化升温速率为3℃/h-15℃/h，固化升温速率为5℃/h-15℃/h，固化时间为1h-5h。

7.如权利要求1所述的一种炭纤维缝制硬化平板保温材料的制备方法，其特征在于，步骤六中所述的炭化升温速率为3℃/h-25℃/h，炭化时间为2h-8h。

8.如权利要求1所述的一种炭纤维缝制硬化平板保温材料的制备方法，其特征在于，步骤七中所述的高温处理升温速率为3℃/h-15℃/h，处理时间为2h-6h，炉内真空度≤1000Pa。

9.如权利要求1所述的一种炭纤维缝制硬化平板保温材料的制备方法，其特征在于，步骤九中所述的石墨粉目数为400目及以下，树脂溶液同步骤三的树脂浸渍液，石墨粉在树脂溶液中添加量为5.0wt％-30wt％，固化处理升温速率为3℃/h-15℃/h，保温2h-4h；碳化硅粉目数为800目及以下，树脂溶液同步骤三的树脂浸渍液，碳化硅粉在树脂溶液中添加量为8.0wt％-20wt％。热解炭涂层制备中，沉积温度为960℃-1080℃，丙烯气体流量和氮气气体流量均为1.0m³/h-3.0m³/h，沉积时间30min-60min。