[發(fā)明專利]具有超低導(dǎo)熱系數(shù)的高性能納米隔熱材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310366875.9
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103438327A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅文洲;郭峰;陳粵海;石繼梅;蔣琳
• 申請（專利權(quán)）人: 四川航天系統(tǒng)工程研究所
• 主分類號: F16L59/02
• 分類號: F16L59/02;F16L59/05;F16L59/065;B32B37/10
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專利事務(wù)所 51213
• 代理人: 羅韜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種保溫隔熱材料，更具體的說，本發(fā)明主要涉及一種具有超低導(dǎo)熱系數(shù)的高性能納米隔熱材料及其制備方法。

背景技術(shù)

由于部分密封空間的容積有限，為了節(jié)省空間，需要使用超低導(dǎo)熱系數(shù)的隔熱結(jié)構(gòu)以降低隔熱結(jié)構(gòu)的體積占用率和重量，從而提高空間使用效率。目前常用的保溫隔熱材料有聚氨酯泡沫（導(dǎo)熱系數(shù)為0.03W/m·K-0.04W/m·K）、石棉（導(dǎo)熱系數(shù)為0.038W/m·K-0.047W/m·K）、聚苯乙烯泡沫（導(dǎo)熱系數(shù)為0.033W/m·K-0.044W/m·K）、傳統(tǒng)真空隔熱結(jié)構(gòu)（導(dǎo)熱系數(shù)為0.0025W/m·K-0.004W/m·K）等。但是傳統(tǒng)真空隔熱結(jié)構(gòu)不能作為結(jié)構(gòu)件承載使用、重量高，僅僅是從減少熱傳導(dǎo)和熱對流的角度來降低導(dǎo)熱系數(shù)。因此有必要針對具有特定用途的隔熱保溫材料的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于針對上述不足，提供一種具有超低導(dǎo)熱系數(shù)的高性能納米隔熱材料及其制備方法，以期望解決現(xiàn)有隔熱材料的單位體積隔熱率低下，且不具備承載性等技術(shù)問題。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所提供的一種具有超低導(dǎo)熱系數(shù)的高性能納米隔熱材料，所述隔熱材料中至少包括隔熱填料，所述隔熱填料的外部還包覆有阻隔薄膜，所述阻隔薄膜的內(nèi)部呈真空狀態(tài)，且阻隔薄膜在真空作用下與隔熱填料緊密接觸。

作為優(yōu)選，進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述隔熱材料中還包括作為隔熱填料載體的基體材料，所述基體材料材料與隔熱填料一并由阻隔薄膜包覆且處于真空狀態(tài)。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述基體材料為玻璃纖維布、棉線、芳綸纖維布中的任意一種或者多種。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述阻隔薄膜由鋁膜與聚偏氟乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、聚氯乙烯薄膜、硅橡膠膜當(dāng)中的任意一種或多種復(fù)合而成。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述隔熱填料由玻璃棉與玻璃纖維、納米二氧化硅顆粒、疏水納米二氧化硅顆粒、納米氣凝膠、納米二氧化硅氣凝膠當(dāng)中的任意一種或多種混合而成。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述隔熱填料中玻璃纖維的含量小于等于隔熱填料總重量的50％，納米二氧化硅顆粒的含量小于等于隔熱填料總重量的30％、疏水納米二氧化硅顆粒的含量小于等于隔熱填料總重量的30％、納米氣凝膠的含量小于等于隔熱填料總重量的隔熱填料總重量的10％、納米二氧化硅氣凝膠的含量小于等于隔熱填料總重量的40％。

本發(fā)明還提供了一種具有超低導(dǎo)熱系數(shù)的高性能納米隔熱材料的制備方法，所述制備方法為將隔熱填料混合后，放入阻隔薄膜的內(nèi)部；再采用抽真空裝置使隔熱填料的內(nèi)部形成真空；然后再進(jìn)行熱壓密封或采用甲基乙烯基硅橡膠密封后，即隔熱材料制備完成。

作為優(yōu)選，進(jìn)一步的技術(shù)方案是：增加基體材料與隔熱填料一并放入阻隔薄膜的內(nèi)部，且在真空的作用下使阻隔薄膜與基體材料、隔熱填料緊密接觸。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述基體材料為玻璃纖維布、棉線、芳綸纖維布中的任意一種或者多種；所述阻隔薄膜由鋁膜與聚偏氟乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、聚氯乙烯薄膜、硅橡膠膜當(dāng)中的任意一種或多種熱壓復(fù)合而成。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述隔熱填料由玻璃棉與玻璃纖維、納米二氧化硅顆粒、疏水納米二氧化硅顆粒、納米氣凝膠、納米二氧化硅氣凝膠當(dāng)中的任意一種或多種混合而成；且所述隔熱填料中玻璃纖維的含量小于等于隔熱填料總重量的50％，納米二氧化硅顆粒的含量小于等于隔熱填料總重量的30％、疏水納米二氧化硅顆粒的含量小于等于隔熱填料總重量的30％、納米氣凝膠的含量小于等于隔熱填料總重量的10％、納米二氧化硅氣凝膠的含量小于等于隔熱填料總重量的40％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是：通過采用復(fù)合隔熱填料構(gòu)成的真空隔熱結(jié)構(gòu)，用以增加熱輻射，從而有效提高隔熱材料的隔熱性能，并且在各類氣凝膠的輔助下，可進(jìn)一步提高材料的隔熱性能，據(jù)發(fā)明人實(shí)驗(yàn)得到的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)0.005W/m·K；另外通過納米復(fù)合材料技術(shù)優(yōu)化隔熱材料內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)，使得隔熱材料可具有一定的承載能力，同時(shí)本發(fā)明所提供的一種具有超低導(dǎo)熱系數(shù)的高性能納米隔熱材料尤其適于在容積有限的密封空間隔熱系統(tǒng)中作為隔熱保溫材料使用，亦可用于其他設(shè)備或裝置中進(jìn)行保溫隔熱，應(yīng)用范圍廣闊。

具體實(shí)施方式

下面再結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。