短纤维固态保温毡干法成型工艺的制作方法

本发明涉及碳纤维保温毡，尤其是短纤维固态保温毡干法成型工艺。背景技术：1、随着光伏产业的发展，晶体硅的需求量与日俱增，作为晶体硅铸锭炉耗材之一的隔热屏的需求量也在不断增加。传统隔热材料由于其使用温度低，污染大，并且难以做成薄型隔热层，增大了炉体体积，从而限制了其在晶体生长炉中的应用。而新型炭质隔热材料-炭毡由于具有导热系数小、热容量低、密度小、线膨胀系数小、耐高温、耐热冲击强、耐化学腐蚀性强、高纯无污染等优异性能，已经成为晶体硅铸锭炉最主要的隔热材料。2、授权公告号为cn115636684b的中国专利，公开了一种碳纤维保温硬毡的制备方法，包括如下步骤：将沥青纤维充分预氧化，得到沥青预氧化纤维；将所述预氧化纤维短切后，与分散剂混合，于液体介质中分散，得到分散液；或者将所述预氧化纤维短切后，与粘结剂和分散剂混合，于液体介质中分散，得到分散液；滤出所述分散液中液体干燥加压固化后进行热处理，即得；所述加压固化的压力大于等于0.1mpa并且小于等于1mpa。3、其说明书进一步指出所述的粘结剂选自酚醛树脂、沥青、呋喃树脂、脲醛树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、或聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚酰胺、聚苯乙烯或丙烯酸树脂中的一种。4、然而当下技术通常将薄层炭毡浸渍热固性树脂溶液，经过固化后采用粘结剂将多层薄毡粘结成所需的厚度。然而这种方法制得的隔热材料中使用了大量的黏结剂，容易造成材料的密度偏大，并且各层薄毡之间存在明显的分界，致使热场不稳定，高温开裂等问题。技术实现思路1、本发明的目的是制备密度均一、导热系数低以及力学性能优异的短纤维固态保温毡。2、本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：3、短纤维固态保温毡干法成型工艺，其操作步骤为：4、s1：将短纤维经气流梳理成面密度为340-360g/m2的网；5、s2：将5-10份短纤维网放入60-80份浸渍液中，浸渍20-30min，然后放入烘箱中低温烘干、固化；6、s3：将固化后短纤维网，在氮气的保护下，进行高温炭化；7、s4：炭化后，继续升温进行石墨化处理。8、所述的浸渍液的制备方法为：9、h1：按重量份，将0.5-2.5份10,13-环氧基-10,12-十八碳二烯酸、0.007-0.014份环氧环己基-笼形聚倍半硅氧烷、0.4-0.9份硝酸锰、100-170份n-甲基吡咯烷酮进行混合，55-75℃反应95-135分钟；10、h2：再加入17-24份6-(二茂铁基)己硫醇，3-16份乙烯三氟硼酸钾，73-96份乙烯基环氧树脂，2-4份叔丁醇钠，70-80℃反应90-150分钟，再加入0.04-0.5份引发剂907进行混合，70-80℃反应30-70分钟，得到浸渍液。11、在一个或多个实施例中，所述的短纤维为沥青基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维中一种，短纤维直径为5-8mm。12、在一个或多个实施例中，所述的气流为氮气，流速为1-1.5m/s。13、在一个或多个实施例中，所述的固化温度为200-260℃，固化时间为3-7h。14、在一个或多个实施例中，所述的炭化温度为1000-1200℃、炭化时间为2-5h。15、在一个或多个实施例中，所述的石墨化温度为1800-2000℃、石墨化时间为5-8h。16、本发明的技术机理包括：17、本发明采用短纤维经浸渍、氧基团与巯基（硫醇）发生开环加成反应，形成稳定的硫醚键；具体地，环氧环己基-笼形聚倍半硅氧烷中的环氧基与6-(二茂铁基)己硫醇中的巯基反应，生成含有二茂铁基的改性聚倍半硅氧烷；巯基与烯烃（碳-碳双键）进行自由基加成反应，形成硫醚键；在引发剂作用下，改性后的聚倍半硅氧烷上的剩余巯基与乙烯三氟硼酸钾和乙烯基环氧树脂中的烯烃基团反应，形成交联网络结构。18、本发明的有益效果至少包括：19、1、本发明通过引入二茂铁基团，可以增加材料的热稳定性和导电性，同时提高其机械性能；20、2、本发明的点击化学反应具有高效性和选择性，能够快速且特异性地构建高分子网络，增强材料的机械强度和耐热性；此外，引入的三氟硼酸钾可以提供额外的电化学活性和离子传导性；再经固化、高温炭化、石墨化处理后，来制备短纤维固态保温毡，制备工艺简单，容易操作；21、3、本发明制备的短纤维固态保温毡，密度均一，导热系数低，力学性能优异。技术特征：1.短纤维固态保温毡干法成型工艺，其特征在于：其操作步骤为：2.根据权利要求1所述的短纤维固态保温毡干法成型工艺，其特征在于：所述的短纤维为沥青基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维中一种，短纤维直径为5-8mm。3.根据权利要求1所述的短纤维固态保温毡干法成型工艺，其特征在于：所述的气流为氮气，流速为1-1.5m/s。4.根据权利要求1所述的短纤维固态保温毡干法成型工艺，其特征在于：所述的固化温度为200-260℃，固化时间为3-7h。5.根据权利要求1所述的短纤维固态保温毡干法成型工艺，其特征在于：所述的炭化温度为1000-1200℃、炭化时间为2-5h。6.根据权利要求1所述的短纤维固态保温毡干法成型工艺，其特征在于：所述的石墨化温度为1800-2000℃、石墨化时间为5-8h。技术总结本发明公开了短纤维固态保温毡干法成型工艺，属于及碳纤维保温毡技术领域。本发明采用短纤维经浸渍、氧基团与巯基（硫醇）发生开环加成反应，形成稳定的硫醚键；具体地，环氧环己基‑笼形聚倍半硅氧烷中的环氧基与6‑(二茂铁基)己硫醇中的巯基反应，生成含有二茂铁基的改性聚倍半硅氧烷；巯基与烯烃（碳‑碳双键）进行自由基加成反应，形成硫醚键；在引发剂作用下，改性后的聚倍半硅氧烷上的剩余巯基与乙烯三氟硼酸钾和乙烯基环氧树脂中的烯烃基团反应，形成交联网络结构；本发明制备的短纤维固态保温毡，密度均一，导热系数低，力学性能优异。技术研发人员：毕伟,张洪军受保护的技术使用者：烟台奥森制动材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18