[發(fā)明專利]一種納米隔熱材料用物料及其混合方法、納米隔熱材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109400011B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張凡;安煊熜;李文靜;楊潔穎;趙英民
• 申請（專利權(quán)）人: 航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
• 主分類號: C04B26/28
• 分類號: C04B26/28
• 代理公司: 北京格允知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝

本發(fā)明涉及一種納米隔熱材料用物料及其混合方法、納米隔熱材料及其制備方法。混合方法為：用水將陶瓷纖維分散均勻，然后烘干，得到預分散的陶瓷纖維；將納米粉體、預分散的陶瓷纖維和選自由十二烷基苯磺酸鈉、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素和聚氧化乙烯組成的組的助分散劑進行機械融合，得到納米隔熱材料用物料。所述納米隔熱材料的制備方法為：將以重量百分比計為85～100％的所述物料和0～15％的添加劑混合均勻，得到混合料；將混合料進行模壓，制得納米隔熱材料。本發(fā)明中的混合方法在不破壞纖維形貌和納米粉體的微觀結(jié)構(gòu)的前提下，實現(xiàn)了物料的均勻混合；本發(fā)明能夠制得密度小、導熱系數(shù)低、力學性能優(yōu)異的納米隔熱材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能復合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米隔熱材料用物料及其混合方法、納米隔熱材料及其制備方法。

背景技術(shù)

耐高溫纖維、納米粉體是制備高性能納米隔熱材料的主要原材料，纖維的主要作用是力學增強，納米粉體的主要作用是抑制熱傳遞，兩種原材料均勻分散后用于制備高效納米隔熱材料，因此粉體纖維預處理混合的好壞直接影響高效納米隔熱材料的性能。

為了保證粉體纖維較好的預處理混合，就需要分散好纖維和粉體。從纖維分散的角度看，主要有物理分散和功能助劑分散，但是無機纖維脆性大，直徑小、表面積大、易成束，纖維分散性能較差，目前主要的粉體纖維分散方法有：1、超聲分散，屬于濕法分散，而通過濕法分散得到的物料在后續(xù)制備納米隔熱材料中需要先去除溶劑，而溶劑的去除過程會導致物料的密度增大，物料的導熱系數(shù)增大，無法制得高性能的納米隔熱材料；2、機械攪拌分散，通過強烈的機械攪拌引起液流強湍流運動造成顆粒聚團碎解、纖維束散解，從而加速分散，也屬于濕法分散；3、捏合機，主要應用于高粘度、高彈塑性物料的混煉、分散，干性低粘度纖維的分散效果不好；4、常規(guī)機械分散，易造成纖維斷裂，減弱增強效果，限制了纖維力學增強性能的發(fā)揮，不利于提高納米隔熱材料的綜合性能。

因此需要提供一種納米粉體纖維的預處理混合方法，為制備高性能納米隔熱材料奠定基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或者多個技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種納米隔熱材料用物料及其混合方法、納米隔熱材料及其制備方法。本發(fā)明中的混合方法在不破壞纖維形貌和納米粉體的微觀結(jié)構(gòu)的前提下，實現(xiàn)了物料的均勻混合；本發(fā)明方法能夠制得密度小、導熱系數(shù)低、力學性能優(yōu)異的高性能納米隔熱材料。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在第一方面提供了一種納米隔熱材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)用水將陶瓷纖維分散均勻，得到漿料，然后將所述漿料烘干，得到預分散的陶瓷纖維；

(2)將納米粉體、預分散的陶瓷纖維和選自由十二烷基苯磺酸鈉、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素和聚氧化乙烯組成的組的助分散劑進行機械融合，得到混合均勻的納米隔熱材料用物料。

優(yōu)選地，所述納米隔熱材料用物料由以重量百分比計為55～85％的納米粉體、14～40％的預分散的陶瓷纖維和0.5～5％的助分散劑組成；和/或在步驟(1)中，所述陶瓷纖維的用量為所述水的用量的0.5～1wt％。

優(yōu)選地，所述機械融合的轉(zhuǎn)速為300～1600r/min，所述機械融合的時間為1～3600min。

優(yōu)選地，所述納米粉體選自由氧化硅納米粉體、氧化鋁納米粉體、氧化鋯納米粉體、碳化硅納米粉體和氮化硅納米粉體組成的組；和/或所述陶瓷纖維選自由石英纖維、高硅氧纖維、玻璃纖維、莫來石纖維、玄武巖棉纖維、氧化鋁纖維和氧化鋯纖維組成的組。

優(yōu)選地，所述納米粉體的粒徑為0.1～1000nm；和/或所述陶瓷纖維的直徑為0.1～50um，所述陶瓷纖維的長度為0.1～50mm。

本發(fā)明在第二方面提供了本發(fā)明在第一方面所述的混合方法得到的納米隔熱材料用物料。