一种制备分支构造氧化铝隔热材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用羽绒作为模板制备分支构造氧化铝隔热材料的方法，是以天然羽绒为制备模板，以三氯化铝溶液为浸渍剂，将羽绒经溶液浸泡后，取出烘干，并置于有氧气氛中烧结，从而制得分支构造的α‑Al2O3隔热材料。本发明专利技术工艺简单，所得Al2O3隔热材料具有羽绒原有树状分支结构，此结构有利于含蓄大量静止空气，可有效发挥Al2O3的隔热作用。

Method for preparing branch structure alumina insulation material

The invention discloses a method for use as a template for the preparation of down branch structure alumina insulating material, is prepared with natural feather as template, with aluminum chloride solution as impregnating agent, will be down by solution after soaking, drying out, and placed in the sintering of oxygen in the atmosphere, a Al2O3 insulation material to prepare the branch structure the. The invention has the advantages of simple process, and the obtained Al2O3 thermal insulation material has the original tree branch structure of the down, which is favorable for the implicit and a large number of static air, and can effectively play the role of Al2O3 in heat insulation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于耐火隔热材料领域，具体涉及一种制备分支构造氧化铝隔热材料的方法，特别是一种利用鸟类羽绒制备分支构造氧化铝隔热材料的方法。
技术介绍
传统的Al2O3短纤维制备方法有：胶体法、喷吹法、甩丝法等。常用的Al2O3短纤维表面也较为光滑。传统的Al2O3短纤维虽然具有较好的隔热性能，但其结构形貌却不利于含蓄大量静止空气，从而较难获得持久优异的隔热性能。而目前很少有人研究其他形貌的Al2O3隔热材料的性能。
技术实现思路
专利技术目的：为克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、操作简便的制备分支构造氧化铝隔热材料的方法。技术方案：为实现本专利技术目的的技术解决方案为：本专利技术提供一种利用羽绒作为模板制备分支构造氧化铝隔热材料的方法，步骤如下：(1)以六水合三氯化铝AlCl3·6H2O为原料，以水为溶剂，配制成浓度大于5％的AlCl3溶液；(2)将羽绒浸入AlCl3溶液浸泡大于5分钟，之后取出干燥；(3)将经步骤(2)干燥的羽绒置有氧气氛中以0.1～20℃/min的升温速率烧结至大于1200℃，保温0～24h，即制得具有羽绒原有树状分支结构形态的α-Al2O3隔热材料。进一步的，步骤(1)中所述的AlCl3溶液的质量浓度优选5～45％。进一步的，步骤(2)中所述的羽绒为白鸭绒、黑鸭绒、灰鸭绒、鹅绒；浸泡羽绒的时间优选5min～48h。进一步的，步骤(3)中所述的有氧气氛为空气或纯氧气气氛；升温速率优选1～5℃/min；烧结温度优选1200～1400℃；保温时间优选0.5～2h。本专利技术中羽绒结构呈现出一种树状分支构造，每一根羽绒纤维以绒丝作为主干，绒小枝分布于绒丝周围作为分支，绒小枝上又分布着大小不同的丫形和三角形螯合物。这种结构可含蓄大量静止空气，而空气是热的不良导体，因此此结构对羽绒具有优异的隔热性能起到重要作用。羽绒经AlCl3溶液浸泡并烘干后，AlCl3溶质会均匀包裹于羽绒表面；包裹有AlCl3的羽绒在加热过程中，AlCl3会首先与氧发生反应并在羽绒表面形成均匀的Al2O3，而羽绒在随后的升温过程中被烧蚀，从而可获得保持羽绒天然树枝状构造 的Al2O3隔热材料。有益效果：本专利技术与现有技术相比：1)本专利技术工艺简单，所需制备温度较低，能够减少能耗和人工成本。2)本专利技术能够制备的Al2O3具有羽绒原有树状分支结构，此结构有利于含蓄大量静止空气，可有效发挥Al2O3的隔热作用，其隔热效率大大强于现有的纤维材料。附图说明图1是本专利技术中利用羽绒作模板制得的分支构造Al2O3隔热材料的微观形貌图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。一种利用羽绒作为模板制备分支构造的氧化铝隔热材料的方法，步骤如下：(1)以六水合三氯化铝AlCl3·6H2O为原料，以水为溶剂，配制AlCl3溶液；AlCl3溶液的质量浓度为5～45％。(2)将白鸭绒、黑鸭绒、灰鸭绒、鹅绒浸入AlCl3溶液浸泡5min～48h，之后取出干燥。(3)将干燥的羽绒置于空气或纯氧气气氛中以1～5℃/min的升温速率烧结至1200～1400℃，保温0.5～2h，即制得具有羽绒原有树状分支结构形态的α-Al2O3隔热材料。实施例1配制质量百分比浓度为5％AlCl3溶液，将干燥后的白鸭绒浸泡在溶液中5分钟，并加以轻微搅拌，达到加速溶液在羽绒中的分散速度的目的，将浸泡后的白鸭绒在滤网中挤除多余溶液，然后干燥；将干燥后的白鸭绒置于空气中以1℃/min的升温速率烧结至1200℃，保温0.5小时，制得分支构造α-Al2O3隔热材料。制得的Al2O3微观形貌的扫描电镜照片如图1所示，由图可见，该材料保持了羽绒的树枝状构造。实施例2配制质量百分比浓度为45％的AlCl3溶液，将干燥后的鹅绒浸泡在溶液中48小时，并加以轻微搅拌，达到加速溶液在鹅绒中的分散速度的目的，将浸泡后的鹅绒在滤网中挤除多余溶液，然后干燥；将干燥后的鹅绒置于纯氧气气氛中以5℃/min的升温速率烧结至1400℃，保温2小时，制得分支状Al2O3隔热材料。实施例3配制质量百分比浓度为25％AlCl3溶液，将干燥后的灰鸭绒浸泡在溶液中24小时，并加以轻微搅拌，达到加速溶液在灰鸭绒中的分散速度的目的，将浸泡后的灰鸭绒在滤网中挤除多余溶液，然后干燥；将干燥后的灰鸭绒置于空气中以3℃/min的升温速率烧结至1300℃，保温1小时，制得羽绒状Al2O3隔热材料。本实施例1～3所示的所制备的隔热材料，相对于传统纤维隔热材料的隔热效率提供了20～30％。应当指出：对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备分支构造氧化铝隔热材料的方法，其特征在于：所述步骤如下：步骤1、配制AlCl3溶液；步骤2、将羽绒浸入步骤1中的AlCl3溶液中浸泡，之后取出干燥；步骤3、将经步骤2干燥的羽绒置有氧气氛中升温速率烧结，保温，即制得具有羽绒原有树状分支结构形态的α‑Al2O3隔热材料。

【技术特征摘要】
1.一种制备分支构造氧化铝隔热材料的方法，其特征在于：所述步骤如下：步骤1、配制AlCl3溶液；步骤2、将羽绒浸入步骤1中的AlCl3溶液中浸泡，之后取出干燥；步骤3、将经步骤2干燥的羽绒置有氧气氛中升温速率烧结，保温，即制得具有羽绒原有树状分支结构形态的α-Al2O3隔热材料。2.根据权利要求1所述制备分支构造氧化铝隔热材料的方法：其特征在于：所述AlCl3溶液的质量浓度为5～45%。3.根据权利要求1所述制备分支构造氧化铝隔热材料的方法：其特征在于：所述AlCl3溶液是以六水合三氯化铝AlCl3·6H2O为原料，以水为溶剂配制而成。4.根据权利要求1所述制备分支构造氧化铝隔热材料的方法：其特征在于：所述羽绒在AlCl3溶液中浸泡时间大于5分钟。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天驰，戴生伢，张引，李金金，
申请(专利权)人：南京理工宇龙新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32