Способ получения высокопористого ячеистого материала на основе стеклоуглерода

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 04 В 35/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪ!ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 4729218/33 (22) 07.08.89 (46) 07;06.92. Бюл. М 21

:(71) Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии. (72) В,H.ÀHöèôåðîâ, Н.М.Авдеева. В.И.Овчинникова и B.À.Щуров (53) 666,1.077 (088,8) (56) Патент США hL 4550015, кл. С 01 В 31/00, 1985.

Патент Великобритании

М 1163442, кл. С 1 А, 1969. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПОРИСТОГО ЯЧЕИСТОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ СТЕКЛОУГЛЕРОДА (57) Использование: получение углеродных. материалов:, в частности получение высокопористого ячеистого материала на основе стеклоуглерода для высокотемпературной изоляции, а также фильтрующих элементов для расплавленных солей, растворов щело.чей и кислот. Сущность изобретения . спо соб включает нанесение на пенополиуретан

Изобретение относится к получению углеродных материалов, в частности к способам получения высокопорйстого ячеистого материала (ВПЯМ) на основе стеклоуглеро-. да, и.может быть использовано при изготовлении высокотемпературной изоляций, а также филътрующих 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

Ы 1738799 А1 синтетических терморвактивных 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 150550 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 грвд/ч с изотермической выдержкой при

1000 С 30 мин. Выход углеродного остатка при карбонизации в течение. 9 ч в среде восстановительных газов составляет 677ь, плотность 0,15Ю,01 г/см, прочность (0,71,0) 0,1 МПа, 2 табл, 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 фенолоформальдегидная смола (ФФС), способная обугливаться при нагревании.

Пропитанные смолой заготовки подвергают термообработке в печи, в три стадии: полимеризации при 150 С, карбонизации в интервале температур 150-1000 С и

173В799

Таблица1 высокотемпературной обработки при 20003000 С, Причем режим карбонизации следующий: в интервале температур 150-550 C ее ведут со скоростью 100 град/ч с-изотермической выдержкой при 210 С 40 мин, при 5

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 10 температурных интервалов карбонизации на характеристики полученного материала представлены в табл. f. Свойства ВПЯМ на основе стеклоуглерода, карбонизованного на основе предлагаемого и известного спо- 15 собов приведены в табл.2. . Полученные результаты, приведенные в табл. 1 и 2, свидетельствуют о преимуществе использования в качестве защитной атмосферы при карбонизации статической атмосфе- 20 ры, насыщенной восстановительными газами, образующимися при деструкции исходных компонентов ВПЯМ на основе стеклоуглерода, а именно ППУ и ФФС.

Предлагаемый способ позволяет упро- 25 стить 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 30 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, отл и ч а ю щи йс 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 крьцикой, выполненном с двойными стенками, пространство между которыми заполнено дисперсным порошком для создания статической атмосферы при карбонизации, причем режим карбонизации следующий: нагрев в интервале температур 150-550 С 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.

1738799

Табл ица2

Составитель В.Соколова

Техред М.Моргентал . Корректор О. Кравцова

Редактор И.Дербак

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1975 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5