[发明专利]植物炭保温材料及其制备方法

说明书

本发明属于耐高温保温材料，具体涉及一种主要用于石墨化炉的保温材料及其制备方法。

石墨化炉是石墨化工艺中的重要设备，在石墨化过程中由于石墨化温度要达到2300-2500℃左右，一般的保温材料难以适用。目前工业上用于石墨化炉炉蕊的保温材料为焦粉和石英砂的混合物，焦粉可耐高温但导电系数较高，石英砂的导电系数低但耐高温性能差，两者的混合物虽然能扬长避短，但导电系数仍达不到理想的要求，仍然会增加炉子的能耗。此外，上述材料在使用中会部分烧结成块，成块后的导电系数更大，所以只能弃之不用，材料的利用率只有50-70％，在石墨化过程中还会放出大量的CO污染空气。

本发明的目的是提供一种导电导热系数低、材料利用率高的石墨化炉保温材料。

本发明的植物炭保温材料是这样的：以植物性材料为原料，经炭化后加入粘结剂加压成型。

上述植物炭保温材料的制备方法有以下步骤：

a．将植物性材料入炭化炉在300-1100℃的温度下隔氧炭化至物料全部变黑，

b．炭化后的物料粉碎后加入粘合剂，在2-5kg/平方米的压力下成形。

所说的植物性材料泛指一切草木和木本的植物。因为一般的植物都具有低导热性，高电阻的特点。但从来源广泛且取之容易，价廉的意义来看，可选用已经具有适用粒度的锯末、木屑、谷壳等，及容易粉碎的农作物秸杆、废纸等。

上述原料装入隔氧的炭化炉内在300-1100℃的温度下炭化至炉内全部物料变黑。由于所用原料及炭化炉的大小不同，在炭化温度和时间上会有相当大的差异，为保证产品收缩率不过大，炭化温度应尽可能提高。经炭化后的物料是一种黑色的炭化物，将这种炭化物粉碎，然后加入粘合剂。粉碎的粒度可根据石墨化炉体的大小来决定，炉体小粒度要小些，炉体大颗粒可大些。粘合剂的加入量以炭化物刚刚能捏合为适度。粘合剂可以是含碳量高的有机粘合剂，考虑到成本可选用廉价的淀粉、糖蜜、树脂等。粘合剂也可是无机的石英质粘合剂如水玻璃。水玻璃在高温下会转化成表面硬度较高的碳化硅结构，在1400度以上可于植物炭化颗粒中的碳结合。粘合剂与炭化物混匀后放入模具中加压固化成形，成形压力为2-5kg/平方米。成型压力的大小可根据不同原料或不同的强度要求来决定，以对材料结构不造成大的破坏为适度。植物炭成型块的大小可依实际需要而定，在实际使用时，错缝干砌即可。

本发明的植物炭保温材料具有多孔、低比重的优点，它可完全取代焦粉加石英砂的炉蕊保温材料，由于完全炭化后的植物炭的导电系数和导热系数均很低，所以可以最大限度地节省能源。这种保温材料在成型后使用，即使有损坏也仍可进行修补，重复利用率在80％以上，适用于各种高温电阻炉、碳化硅炉，特别是石墨化炉的炉蕊保温之用。

实施例

碎木屑1公斤在450℃左右隔氧炭化4小时，不需粉碎，冷却后加入用淀粉∶水=1∶40(重量比)煮成的糊状粘合剂，混合均匀以刚能捏合为适度，然后放在容器里加压成型，自然干燥后的产品即为所说的植物炭保温材料。