密度呈梯度分布的碳碳保温硬毡及其应用的制作方法

本发明涉及材料，尤其是涉及一种密度呈梯度分布的碳碳保温硬毡及其应用。

背景技术：

1、目前碳碳保温硬毡普遍的密度在0.18-0.21g/cm³之间，导热系数在0.2w/（m·k）-0.4w/（m·k）之间，碳碳保温硬毡的保温性能的性能参数体现在导热系数，碳碳保温硬毡的导热系数越低，则保温性能越好。而想要降低碳碳保温硬毡的导热系数，主要为两个方向，一、降低碳碳保温硬毡的密度，二、减少碳碳保温硬毡的热传递通道。两个方向中，第二个方向由于易引起分层等会导致产品报废的问题，因此主要改进方向在于降低碳碳保温硬毡的密度。

2、降低碳碳保温硬毡密度会直接导致碳碳保温硬毡的强度变低，从而使得碳碳保温硬毡的使用寿命降低，因此，在通过降低碳碳保温硬毡密度来提高保温性能的过程中，会选用强度更高的碳纤维来进行碳碳保温硬毡的制作，这无疑大大提高了碳碳保温硬毡的生产成本，并且通过这种方法，碳碳保温硬毡的使用寿命的提升也微乎其微。

3、现有碳碳保温硬毡，其基体的密度分布整体较为均匀，但在热场安装中，碳碳保温硬毡为立直安装于热场中，一面朝外，一面向内，而由于其基体密度低的特点，其向内的一面受到热场内部各种气体的侵蚀和高温的烧灼，这一面更容易被破坏，因此碳碳保温硬毡的使用寿命普遍较短，且其受限于其密度，无法进一步降低导热系数，导致碳碳保温硬毡的保温性能无法进一步提高。

4、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种密度呈梯度分布的碳碳保温硬毡，以解决碳碳保温硬毡使用寿命短且与高性能无法兼顾的问题。

2、本发明的第二目的在于提供上述碳碳保温硬毡在隔热保温中的应用。

3、为了实现以上目的，特采用以下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种碳碳保温硬毡，主要由软毡依次经喷胶固化、堆叠热压、胶碳化处理和高温处理后制备得到；

5、所述碳碳保温硬毡包括至少2组软毡，且从碳碳保温硬毡的一面至另一面，每组软毡的密度梯度递增；

6、每组软毡包括至少1件软毡；

7、每件软毡由3组网胎针刺得到，每组网胎针刺的角度为30°-60°，相邻组网胎的针刺方向相对；

8、每组网胎包括至少2片碳纤维网胎；

9、所述高温处理的温度为2100-2300℃。

10、作为进一步技术方案，所述喷胶固化包括：在每件软毡的表面喷淋酚醛树脂，然后进行烘烤固化。

11、作为进一步技术方案，所述酚醛树脂包括0371酚醛树脂。

12、作为进一步技术方案，所述堆叠热压包括：将每件软毡上表面喷淋酚醛树脂后，根据软毡的密度进行堆叠，再经热压处理后得到固化毡。

13、作为进一步技术方案，所述酚醛树脂包括0371酚醛树脂。

14、作为进一步技术方案，所述胶碳化处理包括：将所述固化毡进行碳化处理，使得酚醛树脂碳化，得到碳毡。

15、作为进一步技术方案，所述碳纤维网胎由碳纤维短切丝针刺得到；

16、所述碳纤维短切丝的长度为75-85mm。

17、作为进一步技术方案，所述碳纤维网胎的克重为60-80g/m2。

18、作为进一步技术方案，所述碳碳保温硬毡包括3组软毡，每组软毡的包括3件软毡，3组软毡的软毡密度分别为0.09g/cm³、0.14g/cm³和0.19g/cm³。

19、第二方面，本发明提供了上述碳碳保温硬毡在隔热保温中的应用。

20、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

21、本发明提供的碳碳保温硬毡，其密度呈梯度分布，并采用软毡层间阶段性斜向针刺，让碳碳保温硬毡层间的热传递通道更长，且连接更少，使得碳碳保温硬毡在热场中向内的一面密度更高，提高耐用性，朝外的一面密度更低，起保温作用，在不提高生产成本的前提下，提高碳碳保温硬毡的使用寿命，同时进一步提高保温性能。

技术特征：

1.一种碳碳保温硬毡，其特征在于，主要由软毡依次经喷胶固化、堆叠热压、胶碳化处理和高温处理后制备得到；

2.根据权利要求1所述的碳碳保温硬毡，其特征在于，所述喷胶固化包括：在每件软毡的表面喷淋酚醛树脂，然后进行烘烤固化。

3.根据权利要求2所述的碳碳保温硬毡，其特征在于，所述酚醛树脂包括0371酚醛树脂。

4.根据权利要求1所述的碳碳保温硬毡，其特征在于，所述堆叠热压包括：将每件软毡上表面喷淋酚醛树脂后，根据软毡的密度进行堆叠，再经热压处理后得到固化毡。

5.根据权利要求4所述的碳碳保温硬毡，其特征在于，所述酚醛树脂包括0371酚醛树脂。

6.根据权利要求4或5所述的碳碳保温硬毡，其特征在于，所述胶碳化处理包括：将所述固化毡进行碳化处理，使得酚醛树脂碳化，得到碳毡。

7.根据权利要求1所述的碳碳保温硬毡，其特征在于，所述碳纤维网胎由碳纤维短切丝针刺得到；

8.根据权利要求7所述的碳碳保温硬毡，其特征在于，所述碳纤维网胎的克重为60-80g/m2。

9.根据权利要求1所述的碳碳保温硬毡，其特征在于，所述碳碳保温硬毡包括3组软毡，每组软毡的包括3件软毡，3组软毡的软毡密度分别为0.09g/cm³、0.14g/cm³和0.19g/cm³。

10.根据权利要求1-9任一项所述的碳碳保温硬毡在隔热保温中的应用。

技术总结本发明提供了一种密度呈梯度分布的碳碳保温硬毡及其应用，涉及材料技术领域。本发明提供的碳碳保温硬毡，主要由软毡依次经喷胶固化、堆叠热压、胶碳化处理和高温处理后制备得到，该碳碳保温硬毡，其密度呈梯度分布，并采用软毡层间阶段性斜向针刺，让碳碳保温硬毡层间的热传递通道更长，且连接更少，使得碳碳保温硬毡在热场中向内的一面密度更高，提高耐用性，朝外的一面密度更低，起保温作用，在不提高生产成本的前提下，提高碳碳保温硬毡的使用寿命，同时进一步提高保温性能。技术研发人员：乔晓东,朱海翔,陈双,周骏超,王伟亮,刘东宏受保护的技术使用者：浙江星辉新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2