碳纤维增强硅酸钙保温隔热材料及其制备方法

1.一种碳纤维增强硅酸钙保温隔热材料，由钙质原料、硅质原料和碳纤维制成；其特 征在于：所述碳纤维与硅酸钙的重量百分比例为0.1％～7％；其中所述硅酸钙由钙质原 料与硅质原料以CaO和SiO2为指标按摩尔比为0.95～1∶1配合制得。
2.根据权利要求1所述碳纤维增强硅酸钙保温隔热材料，其特征在于：所述碳纤维是 以聚丙烯腈纤维为前驱体，经200～300℃空气中预氧化40～90min、350～1400℃高纯 氮气中碳化4～20min后获得的碳纤维，其含碳量不低于92％，密度为1.6～1.9g/cm3， 抗拉强度不低于2.5GPa，碳纤维单丝直径为5～7μm，短切碳纤维的长度不超过20mm。
3.根据权利要求1所述碳纤维增强硅酸钙保温隔热材料，其特征在于：所述钙质原料 是粒径为60～200目的生石灰粉、消石灰粉或电石渣，钙质原料中以重量百分比计 CaO＞5％、K2O+Na2O＜1％。
4.根据权利要求1所述碳纤维增强硅酸钙保温隔热材料，其特征在于：所述硅质原料 是粒径为60～200目的硅灰或石英粉，硅质原料中以重量百分比计SiO2＞95％、K2O+ Na2O＜1％。
5.权利要求1所述碳纤维增强硅酸钙保温隔热材料的制备方法，步骤是：
(1)以CaO和SiO2为指标按摩尔比0.95～1∶1的比例将钙质原料、硅质原料混 合，同时按水与固相的重量比为10～30∶1的比例向混合料中加入水，采用动态水热法 合成硅酸钙活性料浆，条件是：以1～2℃/min的速度升温至180～230℃，保持蒸汽压 力1～2MPa，恒温恒压反应4～12小时，冷却后得硅酸钙活性料浆；
(2)以液相氧化法、电解氧化法或气相氧化法对权利要求2所述碳纤维进行表面 处理，同时采用X射线光电子能谱进行检测，使其O1s/C1s值控制在0.01～0.1范围内；
(3)将表面处理后碳纤维短切成1～20mm，然后加入浸没量的浓度为40～80％ 的分散剂水溶液，充分搅拌，使碳纤维单丝在溶剂中呈均匀分散状态；
(4)然后将步骤(3)所述分散后的碳纤维以碳纤维与硅酸钙的重量百分比为 0.1％～7％的量加入步骤(1)所述硅酸钙活性料浆中，充分搅拌后注入设定的模具，脱 水成型、烘干，得碳纤维增强硅酸钙保温隔热材料或制品。
6.根据权利要求5所述碳纤维增强硅酸钙保温隔热材料的制备方法，其特征在于：步 骤(1)所述钙质原料是粒径为60～200目的生石灰粉、消石灰粉或电石渣，钙质原料 中以重量百分比计CaO＞5％、K2O+Na2O＜1％；所述硅质原料是粒径为60～200目的硅 灰或石英粉，硅质原料中以重量百分比计SiO2＞95％、K2O+Na2O＜1％。
7.根据权利要求5所述碳纤维增强硅酸钙保温隔热材料的制备方法，其特征在于：步 骤(2)所述碳纤维表面处理采用电解氧化法。
8.根据权利要求5所述碳纤维增强硅酸钙保温隔热材料的制备方法，其特征在于：步 骤(3)所述分散剂水溶液是指丙三醇水溶液、甲基纤维素水溶液、羧甲基纤维素钠水 溶液中的至少一种。
9.根据权利要求5所述碳纤维增强硅酸钙保温隔热材料的制备方法，其特征在于：步 骤(4)所述碳纤维与硅酸钙的重量百分比为2％～6％。

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