【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种大气压下在惰性气氛下通过连续窑以单件流制造碳泡沫结构的方法。该工艺可以通过减少制造时间和提高集成自动化设备的能力来大大降低制造成本。
技术介绍
1、在典型的含碳碳泡沫制造过程中，在氮气气氛中加热煤，以使其不燃烧。前驱物在加热时首先熔化，然后释放出气体以使材料发泡。发泡步骤通常在高压(约400psi)下进行，以帮助调节前体转变为液相、形成气泡并反应形成固体泡沫的速率，从而产生高质量的泡沫。该发泡步骤在约25℃至470℃的温度下进行，在此期间消除氧气和一些氢气。然后，在大气压力下在氮气下，在窑中烧制泡沫产品，以消除大部分剩余的氢气，并进一步交联碳，直到在1000℃下仅保留玻璃态碳。
2、在高压釜中在高压下制造含碳碳泡沫是昂贵的、耗时的、资本密集型的，并且仅限于分批式操作。此外，产品的尺寸受限于工艺条件所允许的高压釜的尺寸，或者当然也限于企业能够负担的高压釜的尺寸。压力越高，高压釜就越昂贵，其尺寸也越受工程约束的限制。因此，碳泡沫的市场一直受限，市场规模一直很小，因为成本一直很高。为了进入更广泛的大型市场，必须通过在大气压下以连续方式制造碳泡沫来降低当前工艺的成本。考虑到高压提供的优势，这项任务一直很困难，高压有助于调节煤受热时发生的反应。当在大气压力下进行碳泡沫加工时，煤的反应速率会发生改变，更难形成有吸引力的无裂纹的碳泡沫。
3、因此，当简单地将煤加入到容器中，并使用类似于高压釜中所用的热曲线将其输送通过连续窑时，不能生产合适的基本上无裂纹的碳泡沫。如图1所示，在高压釜中生产的典型碳泡沫板
技术实现思路
1、一种生产基本上无裂纹的碳泡沫结构的连续方法，包括以下步骤：将含碳原料粉碎成粉末；将粉末和化学添加剂或颗粒添加剂中的至少一种混合以形成煤混合物；将煤混合物放入碳泡沫结构模具中，该碳泡沫结构模具被配置为在大气压下和惰性气体下在窑中连续加工；在惰性气体下，在约700°f的窑温下以每分钟约6°f的速率加热模具和煤混合物；将窑温保持在约700°f一段时间，以对煤混合物进行热处理；在温度为约900°f的窑中进一步加热模具和煤混合物，直到形成碳泡沫结构；在大气条件下冷却碳泡沫结构；其中碳泡沫结构基本上无裂纹。
2、一种通过连续方法制成的基本上无裂纹的碳泡沫结构，该方法包括以下步骤：将含碳原料粉碎成粉末；将粉末和化学添加剂或颗粒添加剂中的至少一种混合以形成煤混合物；将煤混合物放入碳泡沫结构模具中，该碳泡沫结构模具被配置为在大气压下和惰性气氛下在窑中连续加工；在惰性气体下，在约700°f的窑温下以每分钟约6°f的速率加热模具和煤混合物；将窑温保持在约700°f一段时间，以对煤混合物进行热处理；在约900°f的窑温度下进一步加热模具和煤混合物，直到形成碳泡沫结构；在大气条件下冷却碳泡沫结构；其中碳泡沫结构基本上无裂纹，并且当标准化为约40磅/立方英尺时碳泡沫结构的抗压强度为约1200psi。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种生产基本上无裂纹的碳泡沫结构的连续方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含碳原料包括烟煤、次烟煤、无烟煤和褐煤及其组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合的步骤还包括向所述含碳原料中加入颗粒孔稳定剂。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述颗粒孔稳定剂包括炭黑、氧化铝的细氧化物、二氧化硅、硼酸、二氧化钛、铝硅酸盐粘土、蓝晶石、碳化硅的非氧化物细粉末、金属粉末及其混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述化学添加剂或颗粒添加剂包括以下物质中的至少一种：聚乙烯、聚环氧乙烷、酚醛树脂、微晶纤维素、石墨及其混合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述一段时间为约0.5小时至约12小时。
7.一种通过连续方法制造的基本上无裂纹的碳泡沫结构，所述连续方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的基本上无裂纹的碳泡沫结构，其中所述含碳原料包括烟煤、次烟煤、无烟煤和褐煤及其组合。
9.根据权利要求7所述的基本上无裂纹的碳泡沫结构，其中所述混合的步骤还包括
10.根据权利要求9所述的基本上无裂纹的碳泡沫结构，其中所述颗粒孔稳定剂包括炭黑、氧化铝的细氧化物、二氧化硅、硼酸、二氧化钛、铝硅酸盐粘土、蓝晶石、碳化硅的非氧化物细粉末、金属粉末及其混合物。
11.根据权利要求7所述的基本上无裂纹的碳泡沫结构，其中所述化学添加剂或颗粒添加剂包括以下物质中的至少一种：聚乙烯、聚环氧乙烷、酚醛树脂、微晶纤维素、石墨及其混合物。
12.根据权利要求7所述的基本上无裂纹的碳泡沫结构，其中所述一段时间为约0.5小时至约12小时。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种生产基本上无裂纹的碳泡沫结构的连续方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含碳原料包括烟煤、次烟煤、无烟煤和褐煤及其组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合的步骤还包括向所述含碳原料中加入颗粒孔稳定剂。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述颗粒孔稳定剂包括炭黑、氧化铝的细氧化物、二氧化硅、硼酸、二氧化钛、铝硅酸盐粘土、蓝晶石、碳化硅的非氧化物细粉末、金属粉末及其混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述化学添加剂或颗粒添加剂包括以下物质中的至少一种：聚乙烯、聚环氧乙烷、酚醛树脂、微晶纤维素、石墨及其混合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述一段时间为约0.5小时至约12小时。
7.一种通过连续方法制造的基本上无裂纹的碳泡沫结构，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁道夫·安德鲁·奥尔森三世，道格拉斯·R·阿米，布鲁斯·M·海因斯，布莱恩·H·尼科尔斯，塔蒂安娜·恩格勒伯特，
申请(专利权)人：孔索莱创新公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。