[發明專利]輕質硅藻基超高溫隔熱板及其制備工藝

無效

• 申請號: 201410117367.1
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103833317A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 王德春
• 申請（專利權）人: 王德春
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B14/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種隔熱保溫材料，尤其涉及一種用于航天器超高溫隔熱板的材料及其制備工藝。?

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背景技術

輕質超高溫隔熱材料主要應用于返回式衛星和載人飛船。它是在各種力學環境和空間環境條件下保證飛行器整體和宇航員安全的核心材料。它以基本的平板、弧形板或其他異型體的形態，通過膠粘劑粘接在金屬承力結構的外表面，對金屬表面或結構進行熱防護，阻隔飛行器返回再入近地軌道過程中的氣動加熱，將金屬結構尤其是載人倉的溫度降到可承受的范圍。我國目前對隔熱材料的研制主要開發了酚醛—滌綸燒蝕隔熱材料和以硅橡為基，填充酚醛與玻璃小球而成的H88、H96低密度燒蝕材料，以及以酚醛為基玻璃短纖維增強的MD2中密度燒蝕材料。這些材料具有較高的熱穩定性，良好的力學性能和較成熟的制造工藝，但也有其質量大、韌性低、抗沖擊差、耐濕熱性差、耐熱溫差小等缺點。即使“阿波羅號”飛船采用的3FIB型彈性隔熱氈共計177mm的隔熱厚度，使得艙內空間大幅降低；X-37B空天飛行器采用的CFRP碳纖維增強復合板，也因單體纖維抗氧化非燒蝕陶瓷瓦片的小規格粘貼使工藝復雜，成本昂貴，都不能滿足技術發展、經濟合理的新要求。?

發明內容

為了解決目前航天飛行器短期隔熱保溫材料及產成品存在的基本性能差、外購價格高、使用效率低、產品壽命短的缺點，本發明提供一種既耐高溫低燒蝕又隔熱時間長、溫差大；既有是輕質隔熱材料又抗沖擊能力強、生產工藝簡化、成本低；且節能減排，充分利用低號資源的生產超高溫短期隔熱保護材料及其板材的制備加工工藝。?

本發明的技術方案是以下述方式實現的：一種超高溫隔熱材料是下述原料（重量百分比含量）配制：硅藻土60%-90%；液體硅酸鈉5%-30%；其它輔助加強筋骨料0-20%。?

硅藻土的制備：一、二級原土只需要干燥，不需要深加工；三、四級及廢棄等外硅藻土原土用重力選礦法進行選別，除去泥沙、碎屑、固體大顆粒雜物及重礦物，然后在干燥爐中用250℃-600℃中低溫焙燒，除去有機質，獲得白色、灰白色、灰色干燥的硅藻土精料。?

利用上述原料配方制備超高溫隔熱板的工藝如下：將獲得的硅藻土精料與液體硅酸鈉混合，充分攪拌，混勻后澆注、噴涂、刷涂在設計好的平面板材或其它形體的模具中，在避光、通風、氣溫10℃-40℃、低濕度條件下自然凝固36-24小時后起模，獲得所需板材的坯料。然后利用冷加工切削磨方法整理成符合要求的板材成品。或根據需要在模具內鋪墊玄武巖纖維布、鋼絲網筋等加強輔料，提高產品機械強度。?

本發明的特征在于：利用硅藻土所含60%以上SiO2,少量的Al2O3、Fe2O3、?

MgO、CaO、K2O、Na2O的化學物質；利用圓盤狀、筒狀、羽狀80-90%的高空隙率物理形體；0.3g-0.5g/cm³的密度；1-1.5的低硬度；熱、電、聲的不良導體；熔點1650-1750℃和非晶型SiO2加熱到1000℃時變為晶型可極耐腐、耐磨的化學穩定性，生產出板材厚度11-25cm，在受熱面溫度1200℃，時長≥7分鐘以后，背面溫度不超過100℃的輕質硅藻基超高溫隔熱板。

本發明的積極效果是：該原料易得，價格低廉、資源利用率高，所制得耐高溫隔熱產品質量輕、抗折、耐腐、耐磨、強度大、導熱率低、既耐高溫又耐低溫。與國外同類產品比，綜合成本僅為進口產品的三分之一。本發明雖然以航天飛行器隔熱材料為主要研究方向，但它不僅限于此，還可以廣泛應用于需要減輕荷重、擴大實用空間、節能減排、環保保健工程，替代大量鋼材或塑料加工制作大型防火隔熱保溫墻、箱、罐、筒、槽、倉等民用設施。?

（四）附圖說明?

????圖1為輕質硅藻基超高溫隔熱板隔熱性能測試方案

圖中1表示為被測試耐高溫隔熱板樣本；

圖中2表示為隔熱板1中鋪設玄武巖纖維布加強筋；

圖中3表示為隔熱板1中鋪設鋼絲網加強筋；

圖中4表示為金屬割炬火焰噴咀及加溫火焰；

圖中5表示為加熱點和高溫側測溫點；

圖中6表示為氧氣裝置及氧氣輸送管；

圖中7表示為乙炔氣裝置及乙炔氣輸送管；

圖中8表示為高溫測溫儀及虛線引向的測試方向；

圖中9表示為低溫測溫儀及虛線引向的測試方向；

圖中10表示為低溫與高溫加熱點對稱的低溫測試點。