[發明專利]一種內膨脹納米孔絕熱材料的制備方法

在審

• 申請號: 201811099030.7
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109208324A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 方建波;章紅英;趙金晶
• 申請（專利權）人: 方建波
• 主分類號: D06M11/80
• 分類號: D06M11/80;D06M11/79;D06M11/45;D06M11/74;D06M15/643;D01F9/08;C08J11/12;C08L83/04
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本發明屬于絕熱材料制備技術領域，具體涉及一種內膨脹納米孔絕熱材料的制備方法。本發明用硅藻土和膨潤土制備得到混合粘土，將混合粘土、納米二氧化硅氣凝膠混合制得納米二氧化硅氣凝膠漿液，將混合漿液、納米二氧化硅氣凝膠漿液加熱得到熔融料液，將硼化鋯粉末、濃縮液等混合高速分散得到納米增強乳液，先倒入納米增強乳液，填充耐高溫無機填料，壓濾烘干得到內膨脹納米孔絕熱材料，本發明中可膨脹石墨對絕熱材料內層起到降溫作用，同時也起到增強保護作用，反應形成的二氧化鋯?二氧化硅薄膜，進一步提高絕熱材料在高溫時的耐壓強度，應用前景廣闊。

技術領域

本發明屬于絕熱材料制備技術領域，具體涉及一種內膨脹納米孔絕熱材料的制備方法。

背景技術

隨著社會經濟的發展和人們節能意識的提高，能源節約已成為工業發展中的重點關注對象。絕熱材料是指能阻滯熱流傳遞的材料，又稱熱絕緣材料。它們廣泛應用于建筑圍護或者熱工設備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料復合體，既包括保溫材料，也包括保冷材料。絕熱材料一方面滿足了建筑空間或熱工設備的熱環境，另一方面也節約了能源。因此，有些國家將絕熱材料看作是繼煤炭、石油、天然氣、核能之后的“第五大能”。

常用的絕熱材料如石棉、玻璃棉、巖棉、硅酸鋁纖維、微孔硅酸鈣、泡沫玻璃、膨脹珍珠巖等材料，在常溫下有較低的導熱系數，但隨著溫度的升高，它的熱導率也會快速遞升，特別在高溫區熱導率遞升更快。隨著科學技術的進步，納米孔絕熱材料正逐步被應用。納米孔絕熱材料具有纖細的納米網絡結構，能夠有效地限制局域激發的傳播，其固態熱導率可比相應的玻璃態材料低2～3個數量級；又由于其孔洞尺寸通常在幾到幾十納米，比常壓下氣體分子的平均自由程小，微孔洞內的氣體分子對熱傳導的的貢獻受到抑制，是一種理想的絕熱材料。

納米孔絕熱材料雖然具有優異的絕熱性能，但是目前市售的納米孔絕熱材料存在以下缺陷：（1）強度低、韌性差，制品抗壓強度一般僅為1.0～1.3MPa；（2）高溫的收縮率比較大，在高溫條件下應用時，給設備的正常運行帶來了極大的風險，安全系數低，嚴重制約了此種材料在高溫設備上的應用；（3）吸水性較大，如果有水進入則會直接導致納米孔結構塌陷；（4）制備工藝復雜、能耗大、產量小、成本高，價格是普通絕熱材料的幾十倍，甚至上百倍，制約了納米孔絕熱材料的廣泛應用。

因此，提供一種容重小、導熱系數低、熱穩定性強的絕熱材料及其制備方法具有重要意義。

發明內容

本發明主要解決的技術問題，針對目前納米孔絕熱材料強度低、韌性差，絕熱材料高溫收縮率比較大，在高溫條件下應用時，給設備的正常運行帶來了極大的風險，安全系數低，嚴重制約了此種材料在高溫設備上的應用的缺陷，提供了一種內膨脹納米孔絕熱材料的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種內膨脹納米孔絕熱材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）按重量份數計，向400～500份水中加入70～80份高嶺土、20～30份氧化鋁、10～15份鈦白粉、20～22份磷酸鋁，攪拌分散制成懸浮漿液，向懸浮漿液中加入磷酸溶液調節懸浮漿液的pH值，加熱升溫，保溫，得到混合漿液；

（2）將膨潤土研磨后過篩，再經高溫煅燒，得到輕燒膨潤土，將20～30份硅藻土、10～15份輕燒膨潤土混合過篩，得到混合粘土，將35～50份納米二氧化硅氣凝膠、30～40份上述混合粘土、200～300份水混合得到納米二氧化硅氣凝膠漿液；

（3）將混合漿液、納米二氧化硅氣凝膠漿液混合，加熱，得到熔融料液，經紡絲得到改性硅酸鋁纖維，將改性硅酸鋁纖維短切成定長短切纖維，通過開松梳理后鋪成網，再針刺制得硅酸鋁纖維氈；

（4）取150～200mL甲基硅油加入帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，在氮氣保護下將三口燒瓶移入沙浴鍋中，保溫反應后，升溫繼續保溫反應，反應結束后自然冷卻至室溫，得到產物；