一种硬质隔热毡及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硬质隔热毡及其制备方法，涉及保温技术领域，解决了现有的隔热材料在高温下的导热系数高、隔热性差的问题。其中，硬质隔热毡的制备方法主要包括：将氧化铝纤维加入至分散介质中，搅拌均匀后得到原料料浆；对原料料浆进行真空抽滤，得到层状的氧化铝纤维预制体；氧化铝纤维预制体具有相对的第一面和第二面；通过热固性树脂胶粘剂将石墨箔粘接在氧化铝纤维预制体的第一面或/和第二面，得到隔热层预制体；将至少两个隔热层预制体通过热固性树脂胶粘剂粘接后，进行叠加、压制、干燥，得到多层隔热材料；将多层隔热材料在800-1300℃的温度下进行炭化，得到硬质隔热毡。本发明专利技术主要提供一种在高温下导热系数仍然较低、且隔热性能好的硬质隔热毡。

【技术实现步骤摘要】
一种硬质隔热毡及其制备方法
本专利技术涉及保温
，尤其涉及一种硬质隔热毡及其制备方法。
技术介绍
高温炉(如晶体硅铸锭炉、真空热处理炉、真空烧结炉等)广泛应用于工业生产中，而具有优异保温性能的高温炉不仅能够节约能源，还能确保生产质量、提高生产效率。为了提高高温炉的保温性能，需要耐高温，低导热系数、热稳定好、且具有一定刚度和强度的隔热材料作为高温炉的炉衬。现有技术中，由于硬质炭毡具有良好的高温稳定性和隔热性能，而被广泛应用于高温炉中。硬质炭毡是软性碳纤维毡经过浸渍固化等工艺形成，其具有一定的强度和刚度，便于裁割成多种形状，尺寸控制精确且易于安装和更换。但是，专利技术人发现当高温炉的温度超过1000℃以上时，硬质炭毡的导热系数便会超过0.2W/m·K，隔热性能变差。因此，在高温炉中通常要用很厚的硬质炭毡来达到保温节能的目的，这样不仅增加了炉体的体积，更增加了设备的制备和维护成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的是提供一种硬质隔热毡的制备方法，制备出一种隔热性能好，且在高温下仍具有低导热系数的硬质隔热毡。为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：一种硬质隔热毡的制备方法，包括如下步骤：将氧化铝纤维加入至分散介质中，搅拌均匀后得到原料料浆；对所述原料料浆进行真空抽滤，得到层状的氧化铝纤维预制体；其中，所述氧化铝预制体具有第一面和与所述第一面相对的第二面；通过热固性树脂胶粘剂将石墨箔粘接在所述氧化铝纤维预制体的第一面或第二面上，得到第一隔热层预制体；或通过热固性树脂胶粘剂将石墨箔粘接在所述氧化铝纤维预制体的第一面和第二面上，得到第二隔热层预制体；将至少两个所述第一隔热层预制体通过热固性树脂胶粘剂粘接后，进行叠加、压制、干燥，得到多层隔热材料；且所述多层隔热材料中的石墨箔面与氧化铝纤维面间隔设置；或将至少两个所述第二隔热层预制体通过热固性树脂胶粘剂粘接后，进行叠加、压制、干燥，得到多层隔热材料；或将至少一个所述第一隔热层预制体和至少一个所述第二隔热层预制体通过热固性树脂胶粘剂粘接后，进行叠加、压制、干燥，得到多层隔热材料；在真空或氮气条件下，将所述多层隔热材料在800-1300℃的温度下进行炭化，得到硬质隔热毡。前述的硬质隔热毡的制备方法，所述氧化铝纤维中的氧化铝含量大于90％；所述氧化铝纤维，其密度大于3.0g/cm3，直径为1～10μm。前述的硬质隔热毡的制备方法，所述分散介质为去离子水或浓度为0.01-0.2％的聚丙烯酰胺水溶液；所述氧化铝纤维与所述分散介质的重量比为1:5-1：100。前述的硬质隔热毡的制备方法，所述氧化铝纤维预制体中，所述氧化铝纤维的含量为40-80％。前述的硬质隔热毡的制备方法，采用真空抽滤装置对所述原料料浆进行真空抽滤；所述真空抽滤的真空度为-0.05～-0.95MPa；所述真空抽滤的时间为10s-5min。前述的硬质隔热毡的制备方法，所述真空抽滤装置包括：进料槽、出料槽和真空泵；其中，所述进料槽敞口设置，其内部设置有过滤网，所述过滤网上铺设有用于使原料料浆中的液体通过的过滤结构；所述出料槽位于所述进料槽的下方，且与所述进料槽连通；所述真空泵与所述出料槽连接。前述的硬质隔热毡的制备方法，所述热固性树脂胶粘剂为酚醛树脂或环氧树脂。前述的硬质隔热毡的制备方法，所述多层隔热材料中的每层氧化铝纤维的厚度为0.2-20mm，密度为0.2-0.8g/cm3。另一方面，本专利技术另一个目的是提供一种硬质隔热毡，所述硬质隔热毡包括：至少两层第一隔热层，或至少两层第二隔热层，或至少一层第一隔热层和至少一层第二隔热层；其中，所述第一隔热层包括：氧化铝纤维层和石墨箔层；所述氧化铝纤维层具有第一面和与所述第一面相对的第二面；所述石墨箔层通过热固性树脂胶粘剂粘接在所述氧化铝纤维层的第一面或所述氧化铝纤维层的第二面；所述第二隔热层包括：氧化铝纤维层和石墨箔层；所述氧化铝纤维层具有第一面和与所述第一面相对的第二面；所述石墨箔层通过热固性树脂胶粘剂粘接在所述氧化铝纤维层的第一面和所述氧化铝纤维层的第二面；其中，当所述硬质隔热毡包括至少两层第一隔热层时，所述石墨箔层与所述氧化铝纤维层间隔设置。前述的硬质隔热毡，所述硬质隔热毡由上述任一项所述硬质隔热毡的制备方法制备而成。与现在技术相比，本专利技术实的有益效果表现为：本专利技术实施例提供的硬质隔热毡的制备方法通过将氧化铝纤维加入至分散剂溶液中，制得氧化铝纤维分散均匀的原料料浆；将原料料浆进行真空抽滤，抽滤掉部分水分，得到含有一定水分的氧化铝纤维预制体；并通过第一热固性树脂胶粘剂将石墨箔粘接在氧化铝纤维预制体上，得到带有辐射屏蔽层的隔热层预制体，最后将多个隔热层预制体进行粘接、叠加、压制、干燥，炭化后得到硬质隔热毡。通过上述制备步骤可制得具有多层氧化铝纤维以及多层石墨箔的硬质隔热毡；而氧化铝纤维具有优异的隔热性能，在高温的条件下，其隔热性能仍然较好；石墨箔可以有效阻挡高温下的热辐射，进而使本专利技术实施例提供的硬质隔热毡有着良好的隔热性能，即使在高温下仍然保持很低导热系数。进一步地，本专利技术实施例中的氧化铝纤维预制体中含有部分水分，这样使得热固性树脂胶粘剂(如，酚醛树脂或环氧树脂)会随水浸透到氧化铝纤维预制体中，从而在氧化铝纤维预制体的内部保留了比较均匀的酚醛树脂或环氧树脂，在高温下，热固性树脂炭化后会在氧化铝纤维之间形成骨架支撑结构，使隔热材料的强度提高从而形成硬质隔热毡，从而使其能够作为高温炉用隔热材料。另外，本专利技术实施例提供的硬质隔热毡包括至少两层隔热层，且每层隔热层包括氧化铝纤维层和石墨箔层，石墨箔层通过热固性树脂胶粘剂粘接在氧化铝纤维层的第一面和/或氧化铝纤维层第二面。所以，本专利技术实施例中的硬质隔热毡由多层隔热性能优异、导热系数低的、热稳定性好的氧化铝纤维层和多层能够屏蔽高温热辐射效应的石墨箔层构成，使得硬质隔热毡在高温条件下的隔热性仍然优异。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种真空抽滤装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种硬质隔热毡的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种硬质隔热毡的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种硬质隔热毡的结构示意图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种硬质隔热毡及其制备方法具体实施方式、特征及其功效，详细说明如下。专利技术人发现高温下，热辐射传热非常严重，导致硬质炭毡及其他绝热材料在高温下(尤其是同时在真空条件下)的导热系数变大，隔热性能变差。针对这一问题，本专利技术实施例提供一种硬质隔热毡及其制备方法，制备出一种在高温下仍然具有低的导热系数的硬质隔热毡。一方面，本专利技术实施例提供一种硬质隔热毡的制备方法，该硬质隔热毡的制备方法主要包括如下步骤：1)将氧化铝纤维加入至分散介质中，搅拌均匀后得到原料料浆。该步骤中，分散介质为去离子水或分散剂溶液；其中，分散剂溶液的制备步骤为：将0.01～0.2重量份的分散剂加入到100重量份的去离子水中，充分搅拌后得到分散剂溶液(浓度为0.01-0.2％)；该步骤中的分散剂优选为聚丙烯酰胺。该步骤中的分散介质主要用于使氧化铝纤维分散均匀，以制得氧化铝纤维分散均匀的原料料浆。氧化铝纤维导热率、加热收缩率和热容都较低，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬质隔热毡的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将氧化铝纤维加入至分散介质中，搅拌均匀后得到原料料浆；对所述原料料浆进行真空抽滤，得到层状的氧化铝纤维预制体；其中，所述氧化铝预制体具有第一面和与所述第一面相对的第二面；通过热固性树脂胶粘剂将石墨箔粘接在所述氧化铝纤维预制体的第一面或第二面上，得到第一隔热层预制体；或通过热固性树脂胶粘剂将石墨箔粘接在所述氧化铝纤维预制体的第一面和第二面上，得到第二隔热层预制体；将至少两个所述第一隔热层预制体通过热固性树脂胶粘剂粘接后，进行叠加、压制、干燥，得到多层隔热材料；且所述多层隔热材料中的石墨箔面与氧化铝纤维面间隔设置；或将至少两个所述第二隔热层预制体通过热固性树脂胶粘剂粘接后，进行叠加、压制、干燥，得到多层隔热材料；或将至少一个所述第一隔热层预制体和至少一个所述第二隔热层预制体通过热固性树脂胶粘剂粘接后，进行叠加、压制、干燥，得到多层隔热材料；在真空或氮气条件下，将所述多层隔热材料在800‑1300℃的温度下进行炭化，得到硬质隔热毡。

【技术特征摘要】
1.一种硬质隔热毡的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将氧化铝纤维加入至分散介质中，搅拌均匀后得到原料料浆；对所述原料料浆采用真空抽滤装置进行真空抽滤，得到层状的氧化铝纤维预制体，所述真空抽滤的真空度为-0.05～-0.95MPa，抽滤时间为10s-5min；其中，所述氧化铝预制体具有第一面和与所述第一面相对的第二面；通过热固性树脂胶粘剂将石墨箔粘接在所述氧化铝纤维预制体的第一面或第二面上，得到第一隔热层预制体；通过热固性树脂胶粘剂将石墨箔粘接在所述氧化铝纤维预制体的第一面和第二面上，得到第二隔热层预制体；将至少两个所述第一隔热层预制体通过热固性树脂胶粘剂粘接后，进行叠加、压制、干燥，得到多层隔热材料；且所述多层隔热材料中的石墨箔面与氧化铝纤维面间隔设置；或将至少两个所述第二隔热层预制体通过热固性树脂胶粘剂粘接后，进行叠加、压制、干燥，得到多层隔热材料；或将至少一个所述第一隔热层预制体和至少一个所述第二隔热层预制体通过热固性树脂胶粘剂粘接后，进行叠加、压制、干燥，得到多层隔热材料；在真空或氮气条件下，将所述多层隔热材料在800-1300℃的温度下进行炭化，得到硬质隔热毡。2.根据权利要求1所述的硬质隔热毡的制备方法，其特征在于，所述氧化铝纤维中的氧化铝含量大于90％；所述氧化铝纤维，其密度大于3.0g/cm3，直径为1～10μm。3.根据权利要求1所述的硬质隔热毡的制备方法，其特征在于，所述分散介质为去离子水或浓度为0.01-0.2％的聚丙烯酰胺水溶液；所述氧化铝纤维与所述分散介质的重量比为1：5-1：1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世超，陈玉峰，张峰，邓可为，孙现凯，李世新，王广海，孙浩然，方凯，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11