[发明专利]一种大尺寸低导热高强度泡沫炭的制备方法

摘要

本发明公开了一种大尺寸、低导热、高强度泡沫炭的制备方法。以高软化点沥青为原料，以球形或一维结构材料为复合增强体，并通过发泡工艺控制制得整体结构较好、孔结构均一的泡沫炭。其中泡沫炭的直径为200mm、高度为200mm、导热系数低于0.15W/(m.k)、压缩强度高于30MPa、1500℃下的体积收缩率低于3%、密度为0.3～0.8g/cm³。该泡沫炭适宜用作结构隔热材料、保温材料和吸波材料，可广泛用于航天、航空、航海和节能建筑等领域。

主权项

一种大尺寸低导热高强度泡沫炭的制备方法，其特征在于，所用原料及其质量百分比为：高软化点沥青       49～99%球形结构材料       1～41%一维增强材料       0～10%所述的方法包括以下步骤；（1）将球形结构材料和一维增强材料按上述比例进行机械均匀混合，然后作为复合增强材料；（2）将高软化点沥青粉碎至3～10微米，然后与复合增强材料按比例通过机械搅拌进行混合，再将所得混合物倒入纯度为30～100%的乙醇溶液中进一步进行搅拌混合；（4）将步骤（2）得到的混合物干燥后，置于高温高压反应釜中，并通入2～10MPa的初始压力，进行密封；（5）以3～10℃/min的升温速度升至250～300℃，并恒温1～10h；（6）以0.1～2℃/min的升温速度升至500～700℃，并在此温度下恒温2～10h；（7）快速卸压至1个大气压，然后继续以3～10℃/min的升温速度升至800～1500℃进行炭化，自然冷却至30℃左右，即制得所述的泡沫炭；所述的高软化点沥青为煤基高软化点沥青、石油基高软化点沥青的一种或两种混合物，其软化点为200～280℃、正庚烷可溶物（HS）含量＜1%、甲苯可溶物（TS）含量＜15%；所述的球形结构材料为纳米碳、中间相碳微球的未炭化料、球形纳米硅、球形活性炭、球形活性炭的炭化料、球形炭气凝胶、球形气凝胶以及球形的硼类、锆类无机材料中的一种或几种；所述的一维增强材料选自活性碳纤维、活性炭纤维、硅纳米线中的一种或几种。