[發明專利]一種SiO2納米/微米粉復合低維隔熱材料及制備方法

無效

• 申請號: 201010548761.2
• 申請日: 2010-11-18
• 公開（公告）號: CN102040390A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 葉國田;賈全利;黃亞東;馬成良
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本發明屬于耐火材料領域，具體涉及一種SiO₂納米/微米粉復合低維隔熱材料及制備方法。

背景技術

在高溫容器、軍工和航空航天領域使用的熱防護系統要求隔熱材料具有耐高溫、輕質、隔熱效果更優異的高效隔熱材料。目前高效的超輕質隔熱材料主要有耐火纖維和硅酸鈣板。低溫時，耐火纖維、硅酸鈣制品的導熱系數尚可，溫度升高以后這些材料的導熱系數顯著變差。比如20℃時，耐火纖維制品的導熱系數為0.03W/m.k，硅酸鈣板的導熱系數為0.06W/m.k。600℃時，耐火纖維制品的導熱系數為0.2W/m.k，硅酸鈣板的導熱系數增為0.7W/m.k，這些材料的導熱系數隨溫度升高而明顯變大。

在納米孔隔熱材料中,具有超微細且致密的多孔結構,?這種納米級的多孔結構有利于減少氣體分子的導熱和材料的氣體對流傳熱,所以能夠保持極低的熱導率。降低材料中的孔隙尺寸就能明顯改善隔熱材料的高溫絕熱性能，材料的導熱系數不隨溫度升高而明顯變大。

公開號為CN101705075A中國專利申請公開的“納米級隔熱材料”提供了一種分及重量百分比分別為：納米級二氧化硅粉末5～95％，納米級或微米級二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末5～50％，增強用纖維3～15％，加溶劑至100％。專利號為CN200810047741.X中國專利申請公開的“?一種納米孔硅質復合隔熱材料及其制備方法”提供了一種納米孔硅質復合隔熱材料，其由納米孔硅質粉末30～60份、硅酸鋁纖維40～20份、六鈦酸鉀晶須5～20份和黏結劑5～20份制成。加入黏結劑，經過纖維預處理、疏解、成型、干燥和熱處理工序制成。文章名“高性能納米孔硅質隔熱材料制備，非金屬礦，2007,30（4）：20-23”提供了一種采用溶膠凝膠工藝，以水玻璃制備的硅酸凝膠為基本原料，摻入硅灰、漂珠、硅酸鋁纖維和鈦白粉，制備了納米孔硅質隔熱材料。文章名“SiO₂納米多孔絕熱材料的制備與絕熱性能研究，硅酸鹽學報，2009，,3（10）：1740-1743”提供了一種以納米SiO₂粉末為主要原料，添加紅外遮光劑和無堿超細玻璃纖維，采用干壓法成型成功制備了密度小、導熱系數低的SiO₂納米多孔絕熱材料。但其不含SiO₂微米粉，且添加遮光劑。

以上專利公開、文獻都無法得到SiO₂納米/微米復合低維隔熱材料，且目前尚沒有檢索到任何關于SiO₂納米/微米復合低維隔熱材料方面的公知技術。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術中所存在的不足之處而言之的一種SiO₂納米/微米粉復合低維隔熱材料及制備方法。本發明的納米SiO₂復合低維隔熱材料是由零維的納米/微米SiO₂顆粒、一維的纖維所構成的低維隔熱材料，顆粒之間是無燒結的點接觸，這些無燒結的點接觸構成熱阻；顆粒與顆粒之間形成了大量的微孔，微孔尺寸越小，空內氣體的對流傳熱越小，降低了熱傳遞，添加硅酸鋁耐火纖維增強，且不需要添加遮光劑，制備出一種具有耐高溫、低熱導率、低成本等特點，可以在1000℃以下使用的新型低維隔熱材料，并且制備方法簡單，利于工業化生產。

????本發明的技術方案可通過以下技術措施來實現：

本發明的SiO₂納米/微米粉復合低維隔熱材料以零維的SiO₂納米粉和SiO₂微米粉為主要原料，以一維的硅酸鋁纖維為增強骨架制備而成；其組份按重量份數比計為：SiO₂納米粉?20-80%，SiO₂微米粉10-50%，硅酸鋁纖維10-30%。

本發明的所述的SiO₂納米粉為無定形SiO₂納米粉，粒徑為10-100納米；所述的SiO₂微米粉為無定形SiO₂微米粉，粒徑為0.2-5微米。

本發明的所述的硅酸鋁纖維為直徑1-10微米，長度為為1-20微米。

本發明的SiO₂納米/微米粉復合低維隔熱材料的制備方法包括下述步驟：

a、將經過除渣處理的硅酸鋁纖維放置于攪拌器內，在5000-20000轉/分鐘的轉速下攪拌30-600秒實現切短，備用；