專利名稱：：泡沫炭超高溫硬質隔熱材料及其生產方法
技術領域：
：本發明屬于高溫爐隔熱保溫材料
技術領域：
，尤其是涉及一種泡沫炭超高溫硬質隔熱材料及其生產方法。
背景技術：
：隨著我國國民經濟的快速發展，我國硬質合金、單晶硅、精密陶瓷、高純金屬、高溫合金、炭/炭復合等新材料的生產也得到迅速發展。據不完全統計，我國目前擁有硬質合金燒結爐、單晶硅爐、真空冶煉爐、真空熱處理爐、氣相沉積爐等多種高溫爐約5萬臺以上，這些高溫爐目前仍普遍采用傳統的"炭氈"做隔熱材料。由于炭氈存在著高溫變脆、使用壽命低、污染產品、污染環境、耗電大、熱場不穩定、軟質、不能制成異形等諸多弊端，己不能適應生產發展的需要，使得我國一些高技術行業和進口設備需要從國外高價進口泡沬炭隔熱材料。而國外已在八十年代初期把用于航天器的泡沫炭絕熱材料，推廣到工業爐上代替炭氈做隔熱材料。如蘇格蘭的"卡爾卡伯"公司是歐洲最大的泡沫炭生產廠家，產品出口美、俄、日等十幾個國家；而我國泡沫炭產品尚處于研制階段。
發明內容本發明的目的在于改進已有技術的不足而提高一種隔熱性能好、使用壽命長、節約電能、環保性能好、能做成硬質異形適應各種爐型需要的高功能特性的隔熱材料、生產方法簡單、成本低的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料及其生產方法。本發明的目的是這樣實現的，泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特點是由重量百分比為11-18%的炭粉，30-44%的粘結劑，1-10%的鋯英石，12-19%的氧化物，1-6%的可膨脹石墨，15-20%的纖維，10-15%的PCF粉，5-10%的回用廢料，0.1-8%的偶聯劑，0.1-5%的活化劑制成。所述的炭粉是炭黑、石油焦、瀝青焦、石墨粉中的一種或兩種或兩種以上任意混合。所述的粘結劑是糖漿、環氧樹脂的一種或兩種混合。所述的氧化物是氧化鈣、金紅石和三氧化二鋁中的一種或兩種或兩種以上任意混合。所述的纖維是人造纖維、炭纖維中的一種或兩種混合。所述的回用廢料為本泡沬炭報廢產品經破碎后的產物。所述的偶聯劑為KH550、KH570中的一種或兩種混合。所述的活化劑為甲基纖維素。為了進一步實現本發明的目的，本發明泡沫炭超高溫硬質隔熱材料是采用以下步驟制成a、原材料準備，加工纖維長度為5-20mm，塊狀原料粉碎為50-5000目；b、混料，將混料機轉速調至轉速50-2000r/min，先將粘結劑、活性劑、偶聯劑混制10-30min，然后加入鋯英石、氧化物、炭粉以及可膨脹石墨混制1-20min，再加入PCF粉及回用廢料的混合物混制10-50min，最后加入纖維混制1-50min;c、真空成型，將混好的物料裝入專用模具中，再將模具放入成型機中，密封緊固爐蓋后分段升溫20-100°C，保溫10-100分鐘;100-140°C，保溫5-100分鐘；繼續升溫至150-200。C時，抽真空成型，再升溫至160-300°C，保溫40-60分鐘，出模；d、炭化，升溫速率1-20(TC/小時，最高處理溫度1500°C，采用氮氣作為保護氣體；e、石墨化，在溫度200(TC-260(TC的條件下進行。本發明與已有技術相比具有以下顯著特點和積極效果本發明采用炭粉、粘結劑、鋯英石、氧化物、可膨脹石墨、纖維、PCF粉、回用廢料、偶聯劑和活化劑混合制成隔熱材料，替代目前普遍使用的"炭氈"和"石墨氈"，以適應我國單晶硅爐、硬質合金燒結爐、真空熱處理爐、氣相沉積爐等各種高溫爐和進口高溫爐的需要，實現進口高溫隔熱材料的國產化，本發明中的每種原料價廉物美，資源豐富，與大多企業所大量采用的炭纖維相比，由于炭纖維資源短缺，價格昂貴，大幅加大了產品的成本，另外，本發明采用的回用廢料不僅增強了產品性能，而且節約了大量的炭材料資源及外匯；本發明泡沫炭超高溫隔熱材料起點高，成本低，工藝簡單易行。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>1-6%的可膨脹石墨，15-20%的纖維，10-15%的PCF粉，5-10%的回用廢料，0.1-8%的偶聯劑，0.1-5%的活化劑組成，炭粉是炭黑、石油焦、瀝青焦、石墨粉中的一種或兩種或兩種以上任意混合，粘結劑是糖漿、環氧樹脂的一種或兩種混合，氧化物是氧化鈣、金紅石和三氧化二鋁中的一種或兩種或兩種以上任意混合，纖維是人造纖維、炭纖維中的一種或兩種混合，回用廢料為本泡沫炭報廢產品經破碎后的產物，偶聯劑為KH550、KH570中的一種或兩種混合，活化劑為甲基纖維素，是按照以下方法步驟制成原材料準備，加工纖維長度為5-20mm，塊狀原料粉碎為50-5000目，塊狀原料包括石油焦、瀝表焦以及氧化鈣及鋯英石的回用料；混料，將混料機轉速調至轉速50-2000r/min，先將粘結劑、活性劑、偶聯劑混制10-30min，然后加入鋯英石、氧化物以及可膨脹石墨混制1-20min，再加入PCF粉及回用料的混合物混制10-50min，最后加入纖維混制1-50min;真空成型，將混好的物料裝入模具中，模具是根據產品的幾何形狀和尺寸設計而成，模具的結構與現有技術相同，再將模具放入成型機中，成型機是由普通真空爐和真空罐組合而成，密封緊固爐蓋后分段升溫20-100°C，保溫10-100分鐘，100-140°C，保溫5-100分鐘，然后繼續升溫至150-20(TC時，抽真空成型，再升溫至160-30(TC，保溫40-60分鐘，出模；炭化，升溫速率為1-20(TC/小時，最高處理溫度150(TC，采用氮氣作為保護氣體；石墨化，在溫度200(TC-260(TC的條件下進行。本實施例是采用炭黑和石油焦混合物14kg，粘結劑糖漿30kg，lkg的偶聯劑KH550，活化劑甲基纖維素lkg，鋯英石5kg，氧化鈣和金紅石混合物15kg，可膨脹石墨4kg，人造纖維和炭纖維混合物15kg，PCF粉10kg，回用廢料5kg混合制成；是首先加工纖維長度為5-20mm，塊狀原料粉碎為50-5000目，將準備好的原材料，按配方要求稱量好，將混料機轉速調至800轉/分，先加炭黑、石油焦、糖漿、偶聯劑KH550、活化劑甲基纖維素按順序混制20min，加鋯英石、氧化鈣和金紅石混制20min，加PCF粉與可膨脹石墨的混合物、回用廢料混制10min，加入人造纖維纖維混20min;將上述混制好的物料裝入模具中，再將模具放進成型機中，鎖緊爐蓋檢查爐蓋密封情況，升溫50。C保溫20min，100。C保溫50min，140。C保溫30min，升溫至17(TC，抽真空成型，真空度為-0.lMPa，在180-20(TC保溫20min固化，出模，然后炭化，炭化時用氮氣保護，從室溫到65(TC，升溫速率為5(TC/h，650-1200°C，100°C/h，隨爐降溫，然后石墨化，石墨化時用氬氣保護，處理溫度2200-240(TC，得本發明產品。實施例2，泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，由8kg的炭粉，35kg的糖漿，10kg的鋯英石，15kg的氧化物，2kg的可膨脹石墨，15kg的人造纖維，10kg的PCF粉，5kg的回用廢料，0.5kg的偶聯齊U，0.5kg的活化劑制成，炭粉是炭黑、石油焦、瀝青焦、石墨粉的混合物，氧化物是氧化鈣、金紅石和三氧化二鋁的混合物，回用廢料為本泡沫炭報廢產品經破碎后的產物，偶聯劑為KH550、KH570兩種混合，活化劑為甲基纖維素，以上原料按照實施例1中的同樣步驟和工藝完成。所得到的泡沬炭材料隔熱性能穩定，質地均勻，強度好。實施例3，泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，由15kg的炭黑，33kg的環氧樹脂及糖漿混合物，2kg的鋯英石，12kg的金紅石，3kg的可膨脹石墨，15kg的炭纖維，10kg的PCF粉，5kg的回用廢料，2kg的偶聯劑，3kg的活化劑制成，回用廢料為本泡沫炭報廢產品經破碎后的產物，偶聯劑為KH570，活化劑為甲基纖維素，以上原料按照實施例1中的同樣步驟和工藝完成，所得到的泡沫炭材料隔熱性能穩定，質地均勻，強度好。權利要求1、泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是由重量百分比為11-18％的炭粉，30-44％的粘結劑，1-10％的鋯英石，12-19％的氧化物，1-6％的可膨脹石墨，15-20％的纖維，10-15％的PCF粉，5-10％的回用廢料，0.1-8％的偶聯劑，0.1-5％的活化劑制成。2、根據權利要求1所述的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的炭粉是炭黑、石油焦、瀝青焦、石墨粉中的一種或兩種或兩種以上任意混合。3、根據權利要求1所述的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的粘結劑是糖漿、環氧樹脂的一種或兩種混合。4、根據權利要求1所述的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的氧化物是氧化鈣、金紅石和三氧化二鋁中的一種或兩種或兩種以上任意混合。5、根據權利要求1所述的泡沬炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的纖維是人造纖維、炭纖維中的一種或兩種混合。6、根據權利要求l所述的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的回用廢料為本泡沫炭報廢產品經破碎后的產物。7、根據權利要求1所述的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的偶聯劑為KH550、KH570中的一種或兩種混合。8、根據權利要求1所述的泡沬炭超高溫硬質隔熱材料，其特征是所述的活化劑為甲基纖維素。9、一種權利要求1所述的泡沫炭超高溫硬質隔熱材料的生產方法，其特征是該方法包括以下步驟a、原材料準備，加工纖維長度為5-20mm，塊狀原料粉碎為50-5000目；b、混料，將混料機轉速調至轉速50-2000r/min，先將粘結劑、活性劑、偶聯劑混制10-30min，然后加入鋯英石、氧化物、炭粉以及可膨脹石墨混制1-20min，再加入PCF粉及回用廢料的混合物混制10-50min，最后加入纖維混制1-50min;c、真空成型，將混好的物料裝入專用模具中，再將模具放入成型機中，密封緊固爐蓋后分段升溫20-100°C，保溫10-100分鐘；100-140°C，保溫5-100分鐘；繼續升溫至150-2(XTC時，抽真空成型，再升溫至160-300°C，保溫40-60分鐘，出模；d、炭化，升溫速率1-20(TC/小時，最高處理溫度1500°C，采用氮氣作為保護氣體；e、石墨化，在溫度2000。C-260(TC的條件下進行。全文摘要本發明公開了一種泡沫炭超高溫硬質隔熱材料及其生產方法，是由重量百分比為11-18％的炭粉，30-44％的粘結劑，1-10％的鋯英石，12-19％的氧化物，1-6％的可膨脹石墨，15-20％的纖維，10-15％的PCF粉，5-10％的回用廢料，0.1-8％的偶聯劑，0.1-5％的活化劑經過混料、真空成型、炭化和石墨化加工而成，本發明具有隔熱性能好、使用壽命長、節約電能、環保性能好、能做成硬質異形適應各種爐型需要的高功能特性的隔熱材料、生產方法簡單、成本低的特點。文檔編號C04B26/02GK101182159SQ200710114638公開日2008年5月21日申請日期2007年11月16日優先權日2007年11月16日發明者史鴻俊,葉會禮,英張,趙啟民,郝廣政,隋英華申請人:煙臺魯航炭材料科技有限公司