[發(fā)明專利]一種隔熱材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111849016B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設計）人: 趙正柏;張華建
• 申請（專利權）人: 裕克施樂塑料制品（太倉）有限公司
• 主分類號: C08J9/26
• 分類號: C08J9/26;B29C64/141;B29C64/379;B33Y10/00;B33Y40/20;C08L23/12;C08L81/02;C08L61/16;C08L77/02
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙) 32267
• 代理人: 朱智杰

本發(fā)明屬于隔熱材料領域，具體涉及一種隔熱材料及其制備方法。本發(fā)明提供一種隔熱材料的制備方法包括以下步驟：（S1）混合：將SLS可打印粉末和可被氫氟酸刻蝕的填料混合；（S2）打印：采用SLS工藝將（S1）所得混合粉體打印成型；（S3）刻蝕：將（S2）所得成型體浸入氫氟酸中刻蝕除去填料，然后洗凈烘干，得所述的隔熱材料。本發(fā)明有效整合了3D打印技術中的SLS工藝和蝕刻技術，提供的隔熱材料的制備方法，操作方便，制備高效，可打印復雜構件，可定制化也可批量化制備；通過該方法制得的隔熱材料，內(nèi)部孔徑均一可控，隔熱性能優(yōu)異，成本經(jīng)濟。

技術領域

本發(fā)明屬于隔熱材料領域，具體地，涉及一種隔熱材料及其制備方法。

背景技術

隔熱材料，能阻滯熱流傳遞的材料，又稱為熱絕緣材料。隔熱材料的使用，能夠減少不必要的熱量損失，以達到節(jié)約能源的目的，同時還能提高生產(chǎn)過程的安全性，改善作業(yè)環(huán)境。如今，隔熱材料由于具有輕質(zhì)，耐腐蝕，保溫隔熱和耐高溫等性能，已經(jīng)廣泛被應用在航空航天，工業(yè)窯爐，能源開發(fā)，化工和冶金等多個領域，對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展發(fā)揮著極為重要的作用。

隔熱材料根據(jù)其組織構造的不同，可以分為以下三類：(1)多孔纖維質(zhì)隔熱材料，由無機纖維制成的單一纖維氈或纖維布或者幾種纖維復合而成的氈步，具有較好的耐高溫隔熱性能；(2)多孔質(zhì)顆粒類隔熱材料；(3)發(fā)泡類隔熱材料，常見的有聚氨酯泡沫，泡沫水泥，聚乙烯泡沫以及酚醛泡沫等，被廣泛地應用于保溫領域。

3D打印技術因其增材制造的獨特優(yōu)勢已逐步應用于制備隔熱材料，現(xiàn)階段廣泛使用的主要有兩種技術，第一種是采用熔融層積成型(FDM)打印具有發(fā)泡劑的材料來制備隔熱材料，第二種是通過結構設計打印具有多孔隙結構的隔熱材料。然而，第一種方法制備隔熱材料不僅會面臨傳統(tǒng)發(fā)泡方式遇到的發(fā)泡時間調(diào)控等發(fā)泡工藝難題，而且還無法實現(xiàn)孔洞的均一可調(diào)。第二種方法制備隔熱材料，隔熱材料的多孔結構會導致打印難度大幅提升，打印時間和打印成本大幅增加。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術中隔熱材料制備方法受限以及現(xiàn)有方法存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種全新的隔熱材料的制備方法。該方法創(chuàng)造性地將選擇性激光燒結(SLS)3D打印技術與蝕刻技術結合應用于制備隔熱材料，有效整合SLS可以打印高分子粉體與填料的共混物的獨特專長和氫氟酸對玻璃、二氧化硅等材質(zhì)的選擇性刻蝕特性，制備出孔隙均一可調(diào)的隔熱性能優(yōu)異的隔熱材料。

技術方案：為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種隔熱材料的制備方法，包括以下步驟：

(S1)混合：將SLS可打印粉末和可被氫氟酸刻蝕的填料混合；

(S2)打印：采用SLS工藝將(S1)所得混合粉體打印成型；

(S3)刻蝕：將(S2)所得成型體浸入氫氟酸中刻蝕除去填料，然后洗凈烘干，得所述的隔熱材料。

上述方案通過將3D打印技術中的SLS和蝕刻技術結合，將兩種技術優(yōu)勢進行有效的整合。SLS可以打印常規(guī)3D打印方式無法打印的粉末與填料的混合物，從而方便高效地打印成所需的各種形狀，可以但不限于隔熱瓦、隔熱磚、隔熱板和隔熱圈等。氫氟酸可以對很多材質(zhì)起到刻蝕作用，包括可以被常規(guī)酸性物質(zhì)刻蝕的材質(zhì)，也包括一部分難以被常規(guī)酸性物質(zhì)刻蝕的材質(zhì)，如二氧化硅、玻璃和其他二氧化硅含量較高的物質(zhì)。經(jīng)過刻蝕以后，材料內(nèi)部形成大量孔隙，從而得到隔熱性能優(yōu)異的隔熱材料。隔熱材料內(nèi)部的孔隙是填料被刻蝕后形成的，因此可以通過調(diào)節(jié)填料的用量、粒徑和形狀方便地調(diào)節(jié)隔熱材料孔隙率、孔徑大小和形狀等特性，具有很強的靈活性和可控性。

進一步地，上述的隔熱材料的制備方法，所述SLS可打印粉末為高分子粉體，優(yōu)選但不限于PP、PPS、TPU、PEEK、PA6、PA12、PA11和PA66。

進一步地，上述的隔熱材料的制備方法，所述填料的材質(zhì)優(yōu)選玻璃、二氧化硅。