[發(fā)明專利]一種蜂窩狀納米孔結(jié)構(gòu)復(fù)合隔熱材料及其制備方法

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• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN111268995A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟福強(qiáng);羅勇以;丁明德;李璐
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶文理學(xué)院
• 主分類號: C04B28/24
• 分類號: C04B28/24;C04B38/00;C03B37/04;C03C13/00;C04B111/40
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

1.一種蜂窩狀納米孔結(jié)構(gòu)復(fù)合隔熱材料，其特征在于，按重量比組分包括：超細(xì)玻璃纖維55～92wt％、氣凝膠12～45wt％、遮光劑1.5～6wt％和抗水改性劑0.15～2.25wt％；其中所述超細(xì)玻璃纖維由：SiO2：57.5～73.5wt％，Na2O+K2O：8～10.5wt％，Al2O3+MgO+CaO：15.5～24wt％，B2O3：4～8wt％，F(xiàn)e2O3+ZnO+BaO：＜1.3wt％。

2.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩狀納米孔結(jié)構(gòu)復(fù)合隔熱材料，其特征在于，所述超細(xì)玻璃纖維的纖維直徑98.5％都正態(tài)分布在0.6～2.4μm。

3.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩狀納米孔結(jié)構(gòu)復(fù)合隔熱材料，其特征在于，所述氣凝選用SiO2、ZrO2、B2O3、Al2O3、BN、富勒烯、石墨烯和碳納米管氣凝膠的一種或幾種，平均孔徑99.9％都正態(tài)分布在25～40nm。

4.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩狀納米孔結(jié)構(gòu)復(fù)合隔熱材料，其特征在于，所述遮光劑選用TiO2,SiC,Fe3O4,B4C和炭黑中的一種或幾種，含量占復(fù)合隔熱材料總重量的1.5～6wt％。

5.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩狀納米孔結(jié)構(gòu)復(fù)合隔熱材料，其特征在于，所述抗水改性劑選用三甲基氯硅烷、六甲基二硅烷、六甲基硅氧烷和羥基氨基硅油中的一種或幾種，含量占復(fù)合隔熱材料總重量的0.15～2.25wt％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一項所述的一種蜂窩狀納米孔結(jié)構(gòu)復(fù)合隔熱材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)根據(jù)所述超細(xì)玻璃纖維組分選取適量的廢舊平板玻璃、石英砂、鈉長石、鉀長石、硼砂、純堿、方解石、白云石、氧化鋅和碳酸鋇，并按比例混合均勻后投入到窯爐中進(jìn)行熔煉，煅燒成均勻成分的玻璃液后流入高速旋轉(zhuǎn)的離心盤，最后甩出纖維直徑均勻的超細(xì)玻璃纖維；

(2)將制備出的超細(xì)玻璃纖維完全浸漬與分散于氣凝膠前驅(qū)體、遮光劑和抗水改性劑的混合溶液中，再將含有分散纖維的混合溶液進(jìn)行完全冷凍成型；

(3)將冷凍成型的混合體進(jìn)行真空冷凍干燥，使得氣凝膠納米顆粒原位生長于超細(xì)玻璃纖維表面形成納米孔復(fù)合體；

(4)將納米孔復(fù)合體在氮氣氛圍煅燒，最終制得該蜂窩狀納米孔結(jié)構(gòu)復(fù)合隔熱材料。

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，按質(zhì)量份計稱取57～83份廢舊平板玻璃、9～16份石英砂、3～9份純堿、1.5～5份鉀長石、0.5～5.5份鈉長石、1～6份硼砂、2.5～10.5份白云石、4～9.5份方解石、0.5～1份氧化鋅和0.5～2.5份碳酸鋇。

8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述玻璃液的溫度為1290±10℃，高速旋轉(zhuǎn)離心盤的溫度為970±10℃；所述玻璃液引流入離心機(jī)時玻璃液流量為225～455kg/h，離心盤旋轉(zhuǎn)速為2050～2350r/min。

9.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述氣凝膠前驅(qū)體溶液中各原料摩爾比為：n(H2O):n(NaOH)＝1:8×10-4～1:1×10-3，所述混合溶液的分散在剪切速率為10000～14000rpm下分散5～8min,所述混合溶液冷凍成型在平均冷凍速率為5℃·min-1進(jìn)行10～15min。

10.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述真空冷凍干燥的真空度為40～65Pa,冷凍干燥溫度-35～-5℃，冷凍干燥時間10～16h。

11.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述氮氣氛圍中煅燒的升溫速度5℃·min-1，550～700℃氮氣氛圍中煅燒25～45min并保溫1～1.5h。