一种用于制造可膨胀pod石墨前驱膜的生产方法与流程-k8凯发

文档序号:37022242发布日期:2024-02-09 13:16阅读:66来源:国知局
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【】本发明涉及pod膜生产,尤其涉及一种用于制造可膨胀pod石墨前驱膜的生产方法。

背景技术

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背景技术:

1、聚噁二唑(简称pod)是分子链中含有噁二唑基团的一类高聚物的总称,芳香族聚噁二唑因其优异的耐热性而受到更为广泛的关注,目前已经在国内形成产业化生产,pod目前的产品形式有纤维和薄膜,pod聚合物不仅有着优异的耐高温性能,而且兼具阻燃、抗收缩、电绝缘等其它优异性能。pod纤维在个体防护面料、高温烟气除尘滤料、耐高温纸等领域取得了广泛的应用。

2、在日常生产中我们发现:尽管pod在石墨化之后实现了较高的石墨化程度,具有较好的导热性,但是pod在石墨化之后会导致其柔韧性变差,从而造成成卷的pod石墨膜在后道的连续辊式压延过程中极易发生脆性断裂,进而影响其加工和使用性能。

3、因此,有必要提供一种解决上述技术问题的用于制造可膨胀pod石墨前驱膜的生产方法。


技术实现思路

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技术实现要素:

1、为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种可提高其柔韧性的用于制造可膨胀pod石墨前驱膜的生产方法。

2、为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种用于制造可膨胀pod石墨前驱膜的生产方法,包括如下步骤:a、制得pod溶液,首先将发烟硫酸加入反应器中,在搅拌下加入对苯二甲酸,待其完全溶解后,加入硫酸肼,待其完全溶解,升温至70~90℃搅拌1~2h,然后继续升温至120~140℃搅拌1~2h,之后再升温至140~160℃的搅拌0.5~2h,然后加入苯甲酸封端,继续搅拌0.5~1h待苯甲酸溶解并完成封端后结束反应,得到pod溶液;b、涂膜,将上述制得的pod溶液倒在涂布机上的陶瓷平板上进行涂膜;c、凝固、成膜,将涂膜后的陶瓷平板放入20~30℃的凝固剂中进行凝固成型,凝固剂为浓度为10~70%的稀硫酸溶液,经过1~5min的凝固后,取出陶瓷平板和pod膜;d、配置碱性试剂,将钙、铝、磷、硼四个元素加入碱性试剂中;e、碱中和,将陶瓷平板和pod膜放入上述配置好的碱性试剂中以去除残留在pod膜中的硫酸,在中和过程中,碱性试剂渗透进入pod膜内部,待pod膜完全变黄后代表中和完成;f、水洗除碱,将pod膜从陶瓷平板上剥离,然后将pod膜放入去离子水中清洗以去除残余的碱,水洗的温度控制在20~80℃,水洗的时间控制在3~10min以保障钙、铝、磷、硼元素在pod膜内部的保持量;g、烘干后得到pod膜;h、碳化处理,在惰性气体气氛下,将pod薄膜以5~20℃/min的升温速率加热到1000~1300℃,保温0.5~2h,获得pod碳化膜;i、石墨化处理,在惰性气体气氛下,将pod碳化膜以5~20℃/min的升温速率从该温度加热到3000℃,获得pod石墨膜,钙、铝、磷、硼元素在石墨化过程中被气化并从膜内脱出,从而在石墨层中形成若干气泡;j、压延处理,采用平压机对pod石墨膜进行压延处理,压延处理过程中,若干气泡变小,并消除了气泡的空隙,石墨薄膜层之间相互叠接和锁紧,进而形成具有高柔韧性的石墨薄膜。

3、优选地,本发明中的一种用于制造可膨胀pod石墨前驱膜的生产方法进一步设置为:在上述步骤b中,可通过改变模具狭缝的尺寸来调整膜的厚度。

4、优选地,本发明中的一种用于制造可膨胀pod石墨前驱膜的生产方法进一步设置为:在上述步骤d中,所述碱性试剂为氢氧化钙、氢氧化铝、硼酸钠或磷酸钠。

5、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明通过在碱性试剂中加入钙、铝、磷、硼元素,从而使得在石墨化处理时钙、铝、磷、硼元素被气化并从膜内脱出,并在石墨层中形成若干气泡,再通过压延时使若干气泡变小,并消除了气泡的空隙,实现石墨薄膜层之间相互叠接和锁紧,也就是通过工艺的改进最终使得产品的结构发生改变(即结构实现了可膨胀),从而使得制造出来的pod石墨前驱膜具有较好的柔韧性,不容易发生断裂,当然为了适应这种工艺改进,本发明在碱性试剂的选择上也作了改进,本领域常规采用的碱性试剂是氢氧化钠或者碳酸氢钠,钠元素的气化温度小于900℃,在碳化过程中已经脱出,无法在石墨化过程中起到发泡作用,因此本发明采用氢氧化钙、氢氧化铝、硼酸钠或磷酸钠作为碱性试剂,钙、铝、硼等元素的气化温度均高于1300℃,因此在石墨化过程中随着其脱除产生气泡,提高石墨膜的柔韧性。



技术特征:

1.一种用于制造可膨胀pod石墨前驱膜的生产方法,其特征在于:包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种用于制造可膨胀pod石墨前驱膜的生产方法,其特征在于:在上述步骤b中,可通过改变模具狭缝的尺寸来调整膜的厚度。

3.如权利要求1所述的一种用于制造可膨胀pod石墨前驱膜的生产方法,其特征在于:在上述步骤d中,所述碱性试剂为氢氧化钙、氢氧化铝、硼酸钠或磷酸钠。


技术总结
本发明涉及一种用于制造可膨胀pod石墨前驱膜的生产方法,包括如下步骤:a、制得pod溶液;b、涂膜;c、凝固、成膜;d、配置碱性试剂,将钙、铝、磷、硼四个元素加入碱性试剂中;e、碱中和;f、水洗除碱;g、烘干后得到pod膜;h、碳化处理;i、石墨化处理,在惰性气体气氛下,将pod碳化膜以5~20℃/min的升温速率从该温度加热到3000℃,获得pod石墨膜,钙、铝、磷、硼元素在石墨化过程中被气化并从膜内脱出,从而在石墨层中形成若干气泡;j、压延处理,采用平压机对pod石墨膜进行压延处理,压延处理过程中,若干气泡变小,并消除了气泡的空隙,石墨薄膜层之间相互叠接和锁紧,通过该生产方法生产出的pod石墨前驱膜具有较高的柔韧性。

技术研发人员:李文涛,国家兴
受保护的技术使用者:苏州墨锋新材料科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/2/8
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