一种增韧高导热泡沫炭的制备方法
专利汇可以提供一种增韧高导热泡沫炭的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 泡沫 炭制备技术领域，具体涉及一种增韧高导热泡沫炭的制备方法。本发明将丝瓜络 棉 体浸入自制悬浮液中，得到负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体，向丝瓜络棉体中滴入 铝 熔体，将填充铝的丝瓜络棉体放入 马 弗炉 中，得到丝状泡沫铝模板，将丝状泡沫铝模板作为 阳极 ， 石墨 棒作为 阴极 ， 电解 氧 化得到 阳极氧化 铝泡沫模板，将膨胀石墨酸液、 沥青 、环氧 树脂 混合得到混合树脂，将混合树脂熔体浇注于阳极氧化铝泡沫模板上，得到泡沫炭预成型体，将泡沫炭预成型体放入管式炉中，得到增韧高导热泡沫炭，本发明通过向丝瓜络棉体中负载聚四氟乙烯提高丝瓜络作为模板的耐热性能，膨胀石墨酸液对混合树脂炭化过程有促进作用，应用前景广阔。，下面是一种增韧高导热泡沫炭的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种增韧高导热泡沫炭的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将丝瓜络内层空心部分去除，得到外层密实的丝瓜络棉体，将聚四氟乙烯粉末与乙酸乙酯混合得到悬浮液，向悬浮液中加入丝瓜络棉体，加热升温，保温，得到负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体；
（2）将铝丝放入真空蒸发机中，加热升温，将负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体放入真空室中，向丝瓜络棉体滴入铝熔体，直至负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体不能溢出铝熔体，得到填充铝的丝瓜络棉体；
（3）将填充铝的丝瓜络棉体放入马弗炉中，加热升温，在空气气氛下保温，得到丝状泡沫铝模板，将400～500mL磷酸溶液、8～10g聚乙二醇、20～30g氯化镍混合，得到电解液，将丝状泡沫铝模板作为阳极完全浸入电解液，石墨棒作为阴极插入电解液中，以直流电电解处理，得到阳极氧化铝泡沫模板；
（4）称取30～35g天然鳞片石墨，放入网袋中，在网袋内放置一块钛金属板作为阳极，将网袋置于烧杯中，在烧杯内另放入一块钛金属板作为阴极，将高氯酸溶液和冰醋酸溶液混合，得到电解液，向烧杯中加入200～300mL电解液，启动电源，进行电解反应，电解得到膨胀石墨酸液；
（5）将膨胀石墨酸液、沥青、环氧树脂混合得到混合树脂，将混合树脂放入烘箱中，预热干燥后放入模具中，将模具加热升温，将模具中混合树脂熔体浇注至阳极氧化铝泡沫模板，冷却至室温后得到泡沫炭预成型体；
（6）将泡沫炭预成型体放入管式炉中自由升温，再程序升温，且从升温开始向管式炉内通入氮气，保温炭化得到增韧高导热泡沫炭。
2.根据权利要求1所述的一种增韧高导热泡沫炭的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的聚四氟乙烯粉末与乙酸乙酯混合质量比为1ː5，加热升温后温度为80～90℃，保温时间为40～50min。
3.根据权利要求1所述的一种增韧高导热泡沫炭的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的加热升温后温度为700～800℃，控制真空室真空度为200～300Pa。
4.根据权利要求1所述的一种增韧高导热泡沫炭的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的加热升温后温度为350～400℃，在空气气氛下保温时间为2～3h，磷酸溶液的质量分数为20%，直流电电压为30～50V，电解处理时间为40～50min。
5.根据权利要求1所述的一种增韧高导热泡沫炭的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的高氯酸溶液的质量分数为75%，冰醋酸溶液的质量分数为98%，高氯酸溶液与冰醋酸溶液混合体积比为4︰1，控制烧杯内电解液温度为20～22℃，电流强度为0.3～0.5A，电解时间为40～45min。
6.根据权利要求1所述的一种增韧高导热泡沫炭的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的膨胀石墨酸液、沥青、环氧树脂混合质量比为1︰3︰4，烘箱设定温度为100～120℃，预热干燥时间为40～50min，模具加热升温后温度为150～180℃。
7.根据权利要求1所述的一种增韧高导热泡沫炭的制备方法，其特征在于：步骤（6）所述的管式炉自由升温后温度为80～100℃，程序升温速率为5～10℃/min，控制通入氮气时气体流量为80～100mL/min，升温后温度为250～280℃，保温炭化时间为40～50min。
一种增韧高导热泡沫炭的制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
（1）将丝瓜络内层空心部分去除，得到外层密实的丝瓜络棉体，将聚四氟乙烯粉末与乙酸乙酯混合得到悬浮液，向悬浮液中加入丝瓜络棉体，加热升温，保温，得到负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体；
（2）将铝丝放入真空蒸发机中，加热升温，将负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体放入真空室中，向丝瓜络棉体滴入铝熔体，直至负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体不能溢出铝熔体，得到填充铝的丝瓜络棉体；
（3）将填充铝的丝瓜络棉体放入马弗炉中，加热升温，在空气气氛下保温，得到丝状泡沫铝模板，将400～500mL磷酸溶液、8～10g聚乙二醇、20～30g氯化镍混合，得到电解液，将丝状泡沫铝模板作为阳极完全浸入电解液，石墨棒作为阴极插入电解液中，以直流电电解处理，得到阳极氧化铝泡沫模板；
（4）称取30～35g天然鳞片石墨，放入网袋中，在网袋内放置一块钛金属板作为阳极，将网袋置于烧杯中，在烧杯内另放入一块钛金属板作为阴极，将高氯酸溶液和冰醋酸溶液混合，得到电解液，向烧杯中加入200～300mL电解液，启动电源，进行电解反应，电解得到膨胀石墨酸液；
（5）将膨胀石墨酸液、沥青、环氧树脂混合得到混合树脂，将混合树脂放入烘箱中，预热干燥后放入模具中，将模具加热升温，将模具中混合树脂熔体浇注至阳极氧化铝泡沫模板，冷却至室温后得到泡沫炭预成型体；
（6）将泡沫炭预成型体放入管式炉中自由升温，再程序升温，且从升温开始向管式炉内通入氮气，保温炭化得到增韧高导热泡沫炭。
（2）本发明中膨胀石墨酸液对混合树脂炭化过程有促进作用，有利于产生一氧化炭等气体使开孔更通透，产生疏松多孔的泡沫炭，提高成孔率，稳定的阳极氧化铝泡沫模板可以使泡沫炭的内部成孔更容易，避免出现孔堵塞现象，天然鳞片石墨经过酸化电解后，受热膨胀系数增大，使泡沫炭更蓬松，增加泡沫炭的导热面积，膨胀石墨在高温中因膨胀粘附在微孔内表面，石墨作为良导热剂能够通过微孔将热量散出去，从而使泡沫炭的导热性能提高，应用前景广阔。
具体实施方式
200～300mL电解液，控制烧杯内电解液温度为20～22℃，启动电源，以电流强度为0.3～
0.5A进行电解反应，电解40～45min后，得到膨胀石墨酸液；将膨胀石墨酸液、沥青、环氧树脂按质量比为1︰3︰4混合得到混合树脂，将混合树脂放入设定温度为100～120℃的烘箱中，预热干燥40～50min后放入模具中，将模具加热升温至150～180℃，将模具中混合树脂熔体浇注至阳极氧化铝泡沫模板，冷却至室温后得到泡沫炭预成型体；将泡沫炭预成型体放入管式炉中自由升温至80～100℃，再以5～10℃/min的速度程序升温，且从升温开始向管式炉内通入氮气，控制气体流量为80～100mL/min，升温至250～280℃，保温炭化40～50min，得到增韧高导热泡沫炭。
40min，得到负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体；将铝丝放入真空蒸发机中，加热升温至700℃，将负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体放入真空室中，控制真空室真空度为200Pa，向丝瓜络棉体滴入铝熔体，直至负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体不能溢出铝熔体，得到填充铝的丝瓜络棉体；将填充铝的丝瓜络棉体放入马弗炉中，加热升温至350℃，在空气气氛下保温2h，得到丝状泡沫铝模板，将400mL质量分数为20%的磷酸溶液、8g聚乙二醇、20g氯化镍混合，得到电解液，将丝状泡沫铝模板作为阳极完全浸入电解液，石墨棒作为阴极插入电解液中，以30V的直流电电解处理40min，得到阳极氧化铝泡沫模板；称取30g天然鳞片石墨，放入网袋中，在网袋内放置一块钛金属板作为阳极，将网袋置于烧杯中，在烧杯内另放入一块钛金属板作为阴极，将质量分数为75%的高氯酸溶液和质量分数为98%冰醋酸溶液按体积比为4︰1混合，得到电解液，向烧杯中加入200mL电解液，控制烧杯内电解液温度为20℃，启动电源，以电流强度为0.3A进行电解反应，电解40min后，得到膨胀石墨酸液；将膨胀石墨酸液、沥青、环氧树脂按质量比为1︰3︰4混合得到混合树脂，将混合树脂放入设定温度为100℃的烘箱中，预热干燥40min后放入模具中，将模具加热升温至150℃，将模具中混合树脂熔体浇注至阳极氧化铝泡沫模板，冷却至室温后得到泡沫炭预成型体；将泡沫炭预成型体放入管式炉中自由升温至80℃，再以5℃/min的速度升温，且从升温开始向管式炉内通入氮气，控制气体流量为80mL/min，升温至250℃，保温炭化40min，得到增韧高导热泡沫炭。
45min，得到负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体；将铝丝放入真空蒸发机中，加热升温至750℃，将负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体放入真空室中，控制真空室真空度为250Pa，向丝瓜络棉体滴入铝熔体，直至负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体不能溢出铝熔体，得到填充铝的丝瓜络棉体；将填充铝的丝瓜络棉体放入马弗炉中，加热升温至375℃，在空气气氛下保温2.5h，得到丝状泡沫铝模板，将450mL质量分数为20%的磷酸溶液、9g聚乙二醇、25g氯化镍混合，得到电解液，将丝状泡沫铝模板作为阳极完全浸入电解液，石墨棒作为阴极插入电解液中，以40V的直流电电解处理45min，得到阳极氧化铝泡沫模板；称取33g天然鳞片石墨，放入网袋中，在网袋内放置一块钛金属板作为阳极，将网袋置于烧杯中，在烧杯内另放入一块钛金属板作为阴极，将质量分数为75%的高氯酸溶液和质量分数为98%冰醋酸溶液按体积比为4︰1混合，得到电解液，向烧杯中加入250mL电解液，控制烧杯内电解液温度为21℃，启动电源，以电流强度为0.4A进行电解反应，电解43min后，得到膨胀石墨酸液；将膨胀石墨酸液、沥青、环氧树脂按质量比为1︰3︰4混合得到混合树脂，将混合树脂放入设定温度为110℃的烘箱中，预热干燥45min后放入模具中，将模具加热升温至165℃，将模具中混合树脂熔体浇注至阳极氧化铝泡沫模板，冷却至室温后得到泡沫炭预成型体；将泡沫炭预成型体放入管式炉中自由升温至85℃，再以8℃/min的速度升温，且从升温开始向管式炉内通入氮气，控制气体流量为90mL/min，升温至265℃，保温炭化45min，得到增韧高导热泡沫炭。
50min，得到负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体；将铝丝放入真空蒸发机中，加热升温至800℃，将负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体放入真空室中，控制真空室真空度为300Pa，向丝瓜络棉体滴入铝熔体，直至负载聚四氟乙烯的丝瓜络棉体不能溢出铝熔体，得到填充铝的丝瓜络棉体；将填充铝的丝瓜络棉体放入马弗炉中，加热升温至400℃，在空气气氛下保温3h，得到丝状泡沫铝模板，将500mL质量分数为20%的磷酸溶液、10g聚乙二醇、30g氯化镍混合，得到电解液，将丝状泡沫铝模板作为阳极完全浸入电解液，石墨棒作为阴极插入电解液中，以50V的直流电电解处理50min，得到阳极氧化铝泡沫模板；称取35g天然鳞片石墨，放入网袋中，在网袋内放置一块钛金属板作为阳极，将网袋置于烧杯中，在烧杯内另放入一块钛金属板作为阴极，将质量分数为75%的高氯酸溶液和质量分数为98%冰醋酸溶液按体积比为4︰1混合，得到电解液，向烧杯中加入300mL电解液，控制烧杯内电解液温度为22℃，启动电源，以电流强度为0.5A进行电解反应，电解45min后，得到膨胀石墨酸液；将膨胀石墨酸液、沥青、环氧树脂按质量比为1︰3︰4混合得到混合树脂，将混合树脂放入设定温度为120℃的烘箱中，预热干燥50min后放入模具中，将模具加热升温至180℃，将模具中混合树脂熔体浇注至阳极氧化铝泡沫模板，冷却至室温后得到泡沫炭预成型体；将泡沫炭预成型体放入管式炉中自由升温至100℃，再以10℃/min的速度升温，且从升温开始向管式炉内通入氮气，控制气体流量为100mL/min，升温至280℃，保温炭化50min，得到增韧高导热泡沫炭。
1、孔隙率测定
首先将泡沫炭切割并打磨成方体，然后测定其质量m，体积V1，计算其体积密度ρ1=m/V1，再将泡沫炭磨碎，压片，测得其堆积体积V2，则堆积密度ρ2=m/V2，泡沫炭的孔隙率参照如下公式来计算：
孔隙率（%）=（1-ρ1/ρ2）×100%
2、压缩强度测试
首先将泡沫炭切割成方体试样，采用万能材料试验机进行测试，控制最大载荷
3000kgf，最小载荷0～10kgf，压缩速率为5mm/min，泡沫炭的压缩强度σ用如下公式来计算：
σ=P/A
式中：P为破坏载荷（N），A为试样受压面积（mm2）。
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