Способ получения высокопористого ячеистого материала на основе стеклоуглерода Советский патент 1992 года по МПК C04B35/52 

Изобретение относится к получению углеродных материалов, в частности к способам получения высокопористого ячеистого материала (ВПЯМ) на основе стеклоуглерода, и может быть использовано при изготовлении высокотемпературной изоляции, а также фильтрующих элементов для расплавленных солей, растворов щелочей и кислот.

Целью изобретения является упрощение технологии изготовления высокопористого, ячеистого материала на основе стеклоуглерода путем сокращения продолжительности процесса карбонизации при

сохранении количественного выхода конечного углеродного продукта.

В общем виде технологическая схема получения ВПЯМ на основе стеклоуглерода состоит в следующем: на ретикулированный пенополиуретан (ППУ) наносится синтетическая термореактивная смола, например фе- нолоформальдегидная смола (ФФС), способная обугливаться при нагревании Пропитанные смолой заготовки подвергают термообработке и печи, в три стадии: полимеризации при 150°С,карбонизации в интервале температур 150-1000°С и

v4 GJ 00 VI Ю Ю

высокотемпературной обработки при 2000- 3000°С. Причем режим карбонизации следующий: в интервале температур 150-550°С ее ведут со скоростью 100 град/ч с изотермической выдержкой при 210°С 40 мин, при 350°С 90 мин, при 410°С 40 мин, при 550°С 30 мин, дальнейший нагрев до 1000 С ведут со скоростью 200 град/ч с изотермической выдержкой при 1000°С 30 мин.

Данные о влиянии продолжительности температурных интервалов карбонизации на характеристики полученного материала представлены в табл.1. Свойства ВПЯМ на основе стеклоуглерода, карбонизованного на основе предлагаемого и известного способов приведены в табл.2.

Полученные результаты, приведенные в табл. 1 и 2, свидетельствуют о преимуществе использования в качестве защитной атмосферы при карбонизации статической атмосферы, насыщенной восстановительными газами, образующимися при деструкции исходных компонентов ВПЯМ на основе стекло- углерода, а именно ППУ и ФФС.

Предлагаемый способ позволяет упростить технологию изготовления ВПЯМ на основе стеклоуглерода путем сокращения длительности карбонизации более, чем в 10 раз, как самой трудоемкой стадии в процессе получения ВПЯМ, но наиболее важной в процессе формирования углеродной структуры материала.

Формула изобретения

Способ получения высокопористого ячеистого материала на основе стеклоуглерода, включающий нанесение на пенополиуретан синтетических термореактивных смол и последующую термообработку полученных заготовок в печи в три стадии: полимеризации при 150°С, карбонизации в инертной атмосфере в интервале температур 150-1000°С, высокотемпературной обработки при 2000-3000°С, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения технологии изготовления высокопористого ячеистого материала на основе стеклоуглерода путем сокращения продолжительности процесса карбонизации при сохранении количественного выхода конечного углеродного продукта, заготовки перед термообработкой размещают в контейнере с крышкой, выполненном с двойными стенками, пространство между которыми заполнено дисперсным порошком для создания статической атмосферы при карбонизации, причем режим кар- 5 бонизации следующий: нагрев в интервале температур 150-550°С ведут со скоростью 100 град/ч с изотермической выдержкой при 210°С 40 мину при 350°С 90 мин, при 410°С 40 мин, при 550°С 30 мин, дальнейший нагрев до 1000°С ведут со скоростью 200 град/ч с изотермической выдержкой при 1000°С 30 мин.

0

5

0

0

Использование: получение углеродных материалов, в частности получение высокопористого ячеистого материала на основе стеклоуглерода для высокотемпературной изоляции, а также фильтрующих элементов для расплавленных солей, растворов щелочей и кислот. Сущность изобретения : способ включает нанесение на пенополиуретан синтетических термореактивных смол и последующую термообработку полученных заготовок в печи в три стадии: полимеризации при 150°С, карбонизации в интервале температур 150-1000°С, высокотемпературной обработки при 2000-3000°С, помещение заготовки перед термообработкой в контейнер с крышкой, выполненной с двойными стенками, пространство между которыми заполнено дисперсным порошком для создания статической атмосферы при карбонизации. Причем режим карбонизации следующий: в интервале температур 150- 550°С нагрев проводят со скоростью 100 град/ч с изотермической выдержкой при 210°С 40 мин, при 350°С 90 мин, при 410°С 40 мин, при 550°С 30 мин. Дальнейший нагрев до 1000°С ведут со скоростью 200 град/ч с изотермической выдержкой при 1000°С 30 мин. Выход углеродного остатка при карбонизации в течение 9 ч в среде восстановительных газов составляет 67%, плотность 0,15iO,01 г/см3, прочность (0,7- 1,0)Ю,1 МПа. 2 табл. fe

Таблица 1

Та бл ица2