一种高强度泡沫碳及其制备方法技术

一种高强度泡沫碳及其制备方法，属于泡沫碳制备的技术领域。该高强度泡沫碳的制备方法为：按配比，将丙烯酰胺和N,N`‑亚甲基双丙烯酰胺混合后，溶解于去离子水中，再加入蔗糖搅拌溶解后，加入造孔剂，球磨混合，加入引发剂，滴加催化剂N,N,N`,N`—四甲基乙二胺，连续搅拌固化，将湿坯干燥，在190～210℃预氧化4～6h，在900～1200℃碳化2～4h，冷却至室温，得到高强度泡沫碳。该方法采用水基料浆和凝胶注模技术，使得泡沫碳形状可以设计，对于模具要求低，尺寸保留程度高，可以制备得到复杂形状的泡沫碳部件。

A high strength foamed carbon and its preparation method

The invention relates to a high strength foam carbon and a preparation method thereof, which belongs to the technical field of foam carbon preparation. The preparation method of the high strength foamed carbon is: mixing the acrylamide and N, N` methylene bis acrylamide and dissolving it in deionized water according to the ratio, adding sucrose and stirring and dissolving, adding pore forming agent, milling and mixing, adding initiator, dropping catalyst N, N, N`, N` - four methyl Ethylenediamine, stirring continuously, drying the wet billet, and pre oxidizing 4 to 6h at 190~210 degree temperature. Carbonization of 2 to 4h at 900~1200 C, cooling to room temperature and high strength carbon foams. The method uses water-based slurry and gel casting technology, so that the shape of the carbon foams can be designed, with low requirements for moulds and high dimensional retention, and the complex shape of the foam carbon parts can be prepared.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度泡沫碳及其制备方法
本专利技术涉及泡沫碳制备的
，尤其涉及了一种高强度泡沫碳及其制备方法。
技术介绍
进入二十一世纪以来，新型高超声速飞行器由于其高空高超声速的飞行特点，具有良好的快速反应能力，强大的远程突袭能力，以及优异的自身生存能力，是世界各航空航天大国竞相开展的空间技术研究焦点之一。随着高超声速飞行器飞行速度的不断提高，服役环境越来越恶劣，飞行器的热防护问题成为限制飞行器发展的瓶颈。但现有的有机隔热材料使用温度不高，特别是在高温环境下其导热系数相对室温环境大幅增加。因此，寻求一种新型耐高温、轻质、高比强度的隔热材料是是未来表明热防护技术所追求的目标。目前制备泡沫碳的常见前驱体主要有沥青、有机聚合物、煤等。专利CN105462602A公开了一种利用煤沥青制备泡沫碳的方法，该方法采用沥青灰分低至0.047％的沥青为原料，采用自发泡方法发泡制备出强度达6MPa，导热系数低于0.04W/m﹒K的高性能泡沫。但是沥青基泡沫碳的抗压强度较低，裂纹相对较大较多，由于受发泡过程中中间相沥青的黏弹性、黏度和表面张力的影响，结构调控的范围较小，很难通过工艺提高泡沫碳的强度。专利CN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度泡沫碳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按配比，将丙烯酰胺和N,N`‑亚甲基双丙烯酰胺混合后，溶解于去离子水中，得到单体预混液；其中，丙烯酰胺在单体预混液中的质量浓度为19～21％；按质量比，丙烯酰胺：N,N`‑亚甲基双丙烯酰胺＝(3.5～4.5)：1；(2)将蔗糖加入单体预混液中，搅拌至蔗糖完全溶解后，得到蔗糖单体预混液；其中，蔗糖单体预混液中，蔗糖的质量浓度为40～65wt.％；(3)将造孔剂加入蔗糖单体预混液中，球磨混合均匀，得到水基浆料；其中，水基浆料中，造孔剂的体积浓度为50～80vol.％；(4)向水基浆料中，加入引发剂，搅拌至引发剂完全溶解后，将加入引发剂...

【技术特征摘要】
1.一种高强度泡沫碳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按配比，将丙烯酰胺和N,N`-亚甲基双丙烯酰胺混合后，溶解于去离子水中，得到单体预混液；其中，丙烯酰胺在单体预混液中的质量浓度为19～21％；按质量比，丙烯酰胺：N,N`-亚甲基双丙烯酰胺＝(3.5～4.5)：1；(2)将蔗糖加入单体预混液中，搅拌至蔗糖完全溶解后，得到蔗糖单体预混液；其中，蔗糖单体预混液中，蔗糖的质量浓度为40～65wt.％；(3)将造孔剂加入蔗糖单体预混液中，球磨混合均匀，得到水基浆料；其中，水基浆料中，造孔剂的体积浓度为50～80vol.％；(4)向水基浆料中，加入引发剂，搅拌至引发剂完全溶解后，将加入引发剂的水基浆料注入模具中，滴加催化剂N,N,N`,N`—四甲基乙二胺，连续搅拌，直到水基浆料固化，得到湿坯；其中，引发剂的质量为水基浆料质量的0.4～0.6wt.％；按体积比，催化剂：水基浆料＝10～20mL：1L；(5)将湿坯置于40～50℃干燥，干燥至湿坯不再收缩，得到素坯；(6)将素坯在空气氛围中，在190～210℃预氧化4～6h，得到预氧化后的素坯；(7)将预氧化后的素坯置于惰性气氛中，在900～1200℃碳化2～4h，冷却至室温，得到高强度泡沫碳。2.如权利要求1所述的高强度泡沫碳的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，搅拌至蔗糖完全溶解的时...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洪浩，李鑫，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21