[發明專利]一種柔韌性良好的納米微孔隔熱板的制備方法

無效

• 申請號: 201410595412.4
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104402490A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 王剛;孫小飛;段斌文;李紅霞
• 申請（專利權）人: 中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 盧洪方

技術領域

本發明涉及一種柔性良好的納米微孔隔熱板的制備方法，屬于納米多孔隔熱材料領域。

技術背景

在工業中采用良好的保溫隔熱材料有利于減少產品能耗，降低生產成本，減小隔熱層體積從而減小設備設施的體積，達到美觀協調的效果，具有很大的社會經濟效益。目前，傳統的隔熱材料難以滿足民用高效節能以及軍用裝備等對隔熱材料提出的更高要求。

納米微孔隔熱板氣孔率可達80%~99.8%，其孔洞尺寸多數在50nm以下，氣體分子的相對運動受到限制，相互碰撞被阻斷，材料內部就消除了對流傳熱，從根本上切斷了氣體分子的熱傳遞，從而可獲得低于靜止空氣的導熱系數。但是，目前市場上由納米二氧化硅作為主要原料制備的微孔絕熱材料自身存在很多缺陷：1）使用過程中隨著溫度升高到一定程度，材料內部熱量的傳遞由熱傳導為主轉變為熱輻射為主，而它對3~8μm的輻射波長幾乎是透明的，這嚴重限制了它作為絕熱材料的使用。2）由納米二氧化硅作為主要原料制備的微孔絕熱材料使用溫度較低，長期使用溫度為~600℃。3）目前市場上的納米微孔隔熱板尺寸較小，柔韌性很差，這就限制了其在某些特殊部位的使用，例如圓形管道、需要保溫的拐角處等特殊部位。因此，開展耐更高高溫、柔性好、尺寸大的納米多孔隔熱復合材料及其構件研制技術的研究，無論對十民用還是軍用裝備都具有重要的現實意義。

發明內容

鑒于目前市場上的納米微孔隔熱板的諸多缺點，本發明的目的在于提供一種柔性良好的納米微孔隔熱板的制備方法，制備方法簡單可行，生產效率高，制備出的納米微孔隔熱板柔韌性好、孔結構均勻、尺寸大、隔熱性能好。

本發明采用的技術方案為：

一種柔性良好的納米微孔隔熱板的制備方法，所述制備方法的具體工藝步驟為：

a、先將纖維利用攪拌機破碎到5~10mm，然后將硅酸鋯粉體與白炭黑的混合粉體利用攪拌機與破碎后的纖維均勻混合，最后加入結合劑與適量的調節干濕程度的試劑，得到均勻混合的混合體；硅酸鋯粉體、白炭黑、纖維的混合物中，硅酸鋯粉體與白炭黑的質量比為1:?0.5~1，纖維與硅酸鋯粉體、白炭黑的混合粉體的質量比為1:?4~9；所述結合劑的加入量為硅酸鋯粉體、白炭黑、纖維的混合物質量的2.5~10?%，所述調節干濕程度試劑的加入量為硅酸鋯粉體、白炭黑、纖維的混合物質量的2.5~20%；

b、對步驟a得到的均勻混合的混合體采用對輥碾壓成型方式成型，切割，干燥后的成型制品進行真空包裝，得到納米多孔高效隔熱板。

一種柔性良好的納米微孔隔熱板的制備方法，所述的硅酸鋯粉體的粒徑為1~10μm；所述的硅酸鋯粉體的純度為99.5%以上。

一種柔性良好的納米微孔隔熱板的制備方法，所述的白炭黑的粒徑為2~40nm；所述的白炭黑的純度為98%以上。

一種柔性良好的納米微孔隔熱板的制備方法，所述的纖維為玻璃纖維、高硅氧纖維中的一種或兩種。

一種柔性良好的納米微孔隔熱板的制備方法，所述的結合劑為丙烯酸樹脂、硅溶膠、水玻璃結合劑中的一種或兩種。

一種柔性良好的納米微孔隔熱板的制備方法，所述的調節干濕程度的試劑為乙酰乙酸乙酯、乙醇、甘油中的一種。

本發明選擇硅酸鋯、白炭黑與短纖維作為主要原料來制備柔性良好納米微孔隔熱板，該板材的柔性可與纖維氈相媲美。選擇硅酸鋯作為原料有以下兩個原因：1）硅酸鋯可以大幅度降低高溫下材料內部的輻射熱傳遞；2）與白炭黑和纖維復合后使得隔熱板的長期使用溫度提高到1100℃。氣相法得到的白炭黑主要成分是納米級的二氧化硅，可以靠其堆積提供大量的納米孔，保證了該隔熱板材的隔熱性能。短纖維可以適量增加板材的強度，主要是用來增加納米微孔隔熱板的柔韌性，可以把隔熱板的柔韌性達到纖維氈的程度。另外，利用對輥碾壓成型，一方面保證納米微孔隔熱板厚度的均勻性，一方面可以使得隔熱板的尺寸長度達到數米甚至數十米。

本發明的制備方法簡單可行，生產效率高，制備出的納米微孔隔熱板韌性好、孔結構均勻、尺寸大、隔熱性能好。

具體實施方式

結合給出的實施例對本發明加以說明：

實施例1

先將100g高硅氧纖維在葉式高速攪拌機中破碎到5~10mm，然后將200g硅酸鋯粉體、200g白炭黑加入到攪拌機中，在高速攪拌的過程中分別加入12.5g丙烯酸樹脂與100g乙酰乙酸乙酯，攪拌至均勻混合；利用對輥碾壓成型使其成型；成型后的樣品的厚度為3mm；控制干燥條件，溫度控制在100℃，干燥后真空包裝，即可得到納米微孔隔熱板。

實施例2