一种高效换热石墨换热器的加工工艺制造技术

本申请涉及石墨产品技术领域，具体公开了一种高效换热石墨换热器的加工工艺，包括如下步骤：S1、将石墨换热块置于羟基硅油中初步浸渍，浸渍后取出石墨，制得预处理石墨；S2、然后向羟基硅油中添加增强填料，羟基硅油与增强填料重量比为1:0.2

【技术实现步骤摘要】
一种高效换热石墨换热器的加工工艺


[0001]本申请涉及石墨产品
，更具体地说，它涉及一种高效换热石墨换热器的加工工艺。

技术介绍

[0002]石墨换热器按其结构分为块孔式、管壳式和板式三种类型，在化工、石油、农药等行业得到广泛的应用。
[0003]在化工行业中所用的石墨换热器，主要由金属外壳、石墨换热块、封头和底盖组成；石墨换热块上开设有若干轴线方向竖直设置的竖通孔以及若干轴线方向水平设置的横通孔，竖通孔与横通孔互不连通；当石墨换热块应用到化工领域，需要换热的酸性物料走竖通孔时，低温的换热液体走横通孔，利用石墨的导热性，对酸性物料进行降温，从而达到换热的效果、根据成型方式的不同石墨换热器可分为3种类型：即浸渍类不透性石墨、压型不透性石墨和浇注类不透性石墨；在石墨换热器使用时，待换热的高温酸性物料与石墨换热块直接接触，由于石墨换热块内部存在较多通气孔，容易使酸性物料渗透至石墨通气孔内，影响石墨换热块的使用寿命。
[0004]常采用浸渍酚醛树脂的手段对石墨换热块进行浸渍处理，利用酚醛树脂对石墨换热块表面及通孔内部的包覆，阻止石墨换热块内部通气孔内渗透酸性物料，延长石墨换热块的使用寿命。
[0005]当石墨换热器换热高温、高压物料时，由于酚醛树脂耐热、耐压有限，当酚醛树脂受到破坏后，容易使换热物料与石墨换热块直接接触，影响石墨换热块的使用寿命，从而影响石墨换热器的使用寿命。
[0006]因此，急需制备一种耐高温、高压的石墨换热块，使石墨换热器能够换热高温、高压的物料，并具有高效换热的效果。

技术实现思路

[0007]为了使石墨换热器能够换热高温、高压的物料，并具有高效换热的效果，本申请提供一种高效换热石墨换热器的加工工艺。
[0008]本申请提供的一种高效换热石墨换热器的加工工艺，采用如下的技术方案：一种高效换热石墨换热器的加工工艺，包括如下步骤：S1、将石墨换热块置于羟基硅油中初步浸渍，浸渍后取出石墨换热块，制得预处理石墨；S2、然后向羟基硅油中添加增强填料，羟基硅油与增强填料重量比为1:0.2
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0.8，混合后，制得复合料；将预处理石墨置于复合料中二次浸渍，浸渍后取出预处理石墨，制得负载石墨；S3、将负载石墨置于有机硅改性酚醛树脂液中浸渍，浸渍后取出负载石墨，经清洗、静置、固化，制得浸渍石墨换热块；
S4、以底盖为底，在底盖上依次堆叠浸渍石墨换热块，然后套设外壳，最后加上封头，密封固定，制得石墨换热器。
[0009]通过采用上述技术方案，羟基硅油、增强填料、有机硅改性酚醛树脂液相配合，首先利用羟基硅油的快速渗透作用进行初步浸渍，使得石墨换热块内部通气孔周围内壁表面光滑，促进增强填料渗透至部分能够承载增强填料的通气孔中，最后采用有机硅改性酚醛树脂液填充通气孔内增强填料的周围缝隙；在固化过程中，以增强填料为骨架，以有机硅改性酚醛树脂液、羟基硅油为连结，形成结构致密的网络支撑结构，使石墨换热块内部的通气孔被封堵，提高浸渍石墨换热块的结构致密度，使浸渍石墨换热块具有耐高温、高压性能，从而使石墨换热器能够换热高温、高压的物料。
[0010]羟基硅油、增强填料、有机硅改性酚醛树脂液相配合，固化过程中，羟基硅油中的羟基与酚醛树脂中的酚羟基交联固化，配合增强填料，在石墨换热块表面以及横通孔、竖通孔周面形成致密的网络结构隔离层，利用增强填料的耐高温、高压性，配合网络结构较高的致密度，提高网络结构的耐高温、高压性能；当高温、高压的待换热物料经过浸渍石墨换热块时，减少高温、高压对浸渍石墨换热块表面的网络结构隔离层的破坏，从而使石墨换热器能够换热高温、高压的物料，并具有高效换热的效果。
[0011]优选的，所述S2中增强填料为纳米氮化硅颗粒。
[0012]通过采用上述技术方案，纳米氮化硅颗粒、羟基硅油、有机硅改性酚醛树脂液相配合，形成交联网络结构包覆在石墨换热块外表面以及竖通孔、横通孔的周壁，利用纳米氮化硅颗粒自身较高的强度、较好的耐热性、优异的化学稳定性，提高石墨换热块上网络结构的耐高温、耐高压性能；当换热高温、高压的物料时，不易对网络结构产生破坏，使浸渍石墨换热块具有较好的耐高温、耐高压性能，从而使制得的石墨换热器能够换热高温、高压物料。
[0013]纳米氮化硅颗粒能够部分渗透至石墨换热块通气孔中，从而提高石墨换热块的内部结构致密度，进一步提高浸渍石墨换热块的耐高压性；并能够阻止待换热物料通过石墨换热块上通气孔渗透至石墨换热块中，从而延长石墨换热块的使用寿命。
[0014]优选的，所述纳米氮化硅颗粒为改性纳米氮化硅颗粒，改性纳米氮化硅颗粒采用如下方法制备而成：Ⅰ称取重量比为1:0.01
‑
0.04:10
‑
15的盐酸多巴胺、羟乙基纤维素、水混合搅拌均匀，制得混合液；Ⅱ称取纳米氮化硅颗粒置于混合液中混合搅拌分散，纳米氮化硅颗粒与混合液的重量比为1:1.5
‑
2.5，干燥后，制得改性纳米氮化硅颗粒。
[0015]通过采用上述技术方案，盐酸多巴胺、羟乙基纤维素、纳米氮化硅颗粒相配合并限定其原料添加量，使得纳米氮化硅颗粒表面负载盐酸多巴胺和羟乙基纤维素，即在纳米氮化硅颗粒表面形成表面不光滑的包覆结构。
[0016]石墨换热块初步浸渍羟基硅油后，部分增强填料借助羟基硅油的润滑效果，使增强填料渗透至石墨换热块通气孔中；并且纳米氮化硅颗粒借助表面存在的部分粗糙结构，当纳米氮化硅颗粒与石墨换热块通气孔周壁、石墨换热块外表面以及竖通孔、横通孔周面接触后，通过提高石墨换热块上接触位置的粗糙度，提高羟基硅油、增强填料、有机硅改性酚醛树脂液形成的网络结构与石墨换热块的连结力，从而降低石墨换热块光滑表面对有机硅改性酚醛树脂液粘结的影响。
[0017]石墨换热块外表面以及石墨换热块竖通孔、横通孔周面均附着有羟基硅油，当增强填料粘附在石墨换热块外周面以及石墨换热块竖通孔、横通孔周面后，利用增强填料较为粗糙的负载结构，提高有机硅改性酚醛树脂液与增强填料的接触面积，提高有机硅改性酚醛树脂液在石墨换热块表面以及石墨换热块竖通孔、横通孔周面的负载量；同时促进有机硅改性酚醛树脂液、增强填料、羟基硅油的粘结力，使形成的网络结构较为稳定的粘附在石墨换热块上；当浸渍石墨换热块与待换热的酸性物料接触后，利用表层较为稳定、致密的网络结构，不仅能够提高浸渍石墨换热块的耐高温、高压性能，而且可以使浸渍石墨换热块满足不同酸性物料的换热，从而提高石墨换热器的应用范围。
[0018]优选的，所述S3中有机硅改性酚醛树脂液采用如下方法制备而成：
①
利用苯酚和甲醛制备酚醛树脂液；
②
取苯酚质量2
‑
6％的氨基二氧化硅添加到酚醛树脂液中混合均匀，经后处理，制得有机硅改性酚醛树脂液。
[0019]通过采用上述技术方案，酚醛树脂与氨基二氧化硅相配合，利用氨基二氧化硅中氨基与酚醛树脂中酚羟基的作用力，促进氨基二氧化硅较为稳定、分散的粘附在酚醛树脂中，对酚醛树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效换热石墨换热器的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1、将石墨换热块置于羟基硅油中初步浸渍，浸渍后取出石墨换热块，制得预处理石墨；S2、然后向羟基硅油中添加增强填料，羟基硅油与增强填料重量比为1:0.2
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0.8，混合后，制得复合料；将预处理石墨置于复合料中二次浸渍，浸渍后取出预处理石墨，制得负载石墨；S3、将负载石墨置于有机硅改性酚醛树脂液中浸渍，浸渍后取出负载石墨，经清洗、静置、固化，制得浸渍石墨换热块；S4、以底盖为底，在底盖上依次堆叠浸渍石墨换热块，然后套设外壳，最后加上封头，密封固定，制得石墨换热器。2.根据权利要求1所述的一种高效换热石墨换热器的加工工艺，其特征在于：所述S2中增强填料为纳米氮化硅颗粒。3.根据权利要求2所述的一种高效换热石墨换热器的加工工艺，其特征在于，所述纳米氮化硅颗粒为改性纳米氮化硅颗粒，改性纳米氮化硅颗粒采用如下方法制备而成：Ⅰ称取重量比为1:0.01
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0.04:10
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15的盐酸多巴胺、羟乙基纤维素、水混合搅拌均匀，制得混合液；Ⅱ称取纳米氮化硅颗粒置于混合液中混合搅拌分散，纳米氮化硅颗粒与混合液的重量比为1:1.5
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2.5，干燥后，制得改性纳米氮化硅颗粒。4.根据权利要求1所述的一种高效换热石墨换热器的加工工艺，其特征在于，所述S3中有机硅改性酚醛树脂液采用如下方法制备而成：
①
利用苯酚和甲醛制备酚醛树脂液；
②
取苯酚质量2
‑
6%的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋涛，宋修志，
申请(专利权)人：青岛渤化石墨设备有限公司，
类型：发明
国别省市：