一种耐高温纳米孔高效绝热板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐高温纳米孔高效绝热板，由以下重量份的原料制备而成：60～80重量份气相Al2O3；15～30重量份红外遮光剂，所述红外遮光剂的粒径为5.5～7.5μm；5～10重量份无机短切纤维，所述无机短切纤维的直径为2～4μm，长度为2～5mm。本发明专利技术以气相Al2O3为基体材料，所选特定粒度的红外遮光剂、以及特定尺寸的增强纤维制备得到一种耐温1050℃以上的纳米孔高效绝热板，该制品平均800℃导热系数低于0.04W/(m·K)，具有极佳的高温稳定性，1050℃煅烧24h线收缩率不高于2％，随着煅烧时间的延长，线收缩率增加的幅度非常小。

High temperature resistant nano hole high efficiency insulation plate and preparation method thereof

The invention provides a high temperature resistant nano hole high efficiency insulation board, which is prepared by the raw material of the following weight parts: 60~80 weight portion of gas phase Al2O3; 15~30 weight portion of infrared light shading agent, the particle size of the infrared light shading agent is 5.5 ~ 7.5 mu; 5~10 inorganic short cut fibers, and the diameter of the inorganic short cut fiber is 2~4 m, The length is from 2 to 5mm. The invention uses the gas phase Al2O3 as the matrix material, the selected particle size infrared light shading agent, and the specific size reinforced fiber to prepare a kind of nano hole high efficiency adiabatic plate with temperature 1050 degrees centigrade. The average thermal conductivity of 800 C is lower than 0.04W/ (M. K), it has excellent high temperature stability, and the 24h line shrinkage rate of calcined at 1050 C is not. Higher than 2%, with the extension of calcination time, the increase of linear shrinkage rate is very small.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温纳米孔高效绝热板及其制备方法
本专利技术属于绝热板
，具体涉及一种耐高温纳米孔高效绝热板及其制备方法。
技术介绍
随着国家节能减排力度的逐步加大，石化、冶金、陶瓷窑炉等行业正在寻求不同温度范围内具有高效绝热效果的耐火保温材料。目前，纳米硅质绝热材料已经在工业上得到较好的推广应用，该材料具有纳米孔结构，导热系数低于静止空气，是一种纳米孔高效绝热板材。但是纳米SiO2高温稳定性差，长期使用温度不应高于800℃，在更高的温度环境下，会出现纳米孔洞坍塌及破坏性的收缩，导致纳米板材之间出现较大缝隙，板材导热系数急剧上升，严重影响使用效果。气相Al2O3为一种γ型的纳米级氧化铝粉末，该材料在1050℃的收缩率仅为2％左右，且常温导热系数仅为0.029W/(m·K)，是制备耐高温高效绝热板的理想材料。专利(CN101041770A)“一种耐高温氧化铝气凝胶隔热复合材料及其制备方法”公开了一种耐高温氧化铝气凝胶隔热复合材料，该耐高温氧化铝气凝胶隔热复合材料由无机陶瓷纤维毡和/或无机陶瓷纤维预制件与氧化铝气凝胶或掺有遮光剂的氧化铝气凝胶构成。其制备方法包括氧化铝溶胶配制、无机陶瓷纤维毡和/或无机陶瓷纤维预制件混合、老化、干燥等步骤。专利(CN103964813A)“一种纳米微孔隔热板及其制造方法”公开了一种纳米微孔隔热板，包括粒径范围为5～20nm的二氧化硅、粒径范围为2～12μm的碳化硅、粒径范围为2～15μm的硅酸锆、和直径范围为5～15μm的高硅氧玻璃纤维。本专利技术还包括所述纳米微孔隔热板的制造方法，具体是将二氧化硅、碳化硅、硅酸锆、高硅氧玻璃纤维原材料按重量比秤好，将配好的原材料在高速混料机中充分混匀，将混合好的材料在液压机的专用模具中干压成型。上述现有技术能够有效解决SiO2气凝胶高温稳定性差的问题，但也存在着一定的缺陷。专利CN101041770A所涉及的一种耐高温氧化铝气凝胶隔热复合材料及其制备方法存在的缺点是超临界干燥工艺复杂、制备出的产品存在脱粉的问题。专利CN103964813A所涉及的一种纳米微孔隔热板及其制造方法所选用的增强纤维为高硅氧玻璃纤维，该纤维的长期连续使用温度不宜超过1000℃，在1050℃以上的环境下收缩较大；同时依据该方法制备的纳米微孔隔热板至少加入了20％的纳米二氧化硅，该材料的高温稳定性同样较差，无法在1050℃以上的高温环境下长期使用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种耐高温纳米孔高效绝热板及其制备方法，本专利技术提供的耐高温纳米孔高效绝热板制备方法简单，并且耐温在1050℃以上。本专利技术提供了一种耐高温纳米孔高效绝热板，由以下重量份的原料制备而成：60～80重量份气相Al2O3；15～30重量份红外遮光剂，所述红外遮光剂的粒径为5.5～7.5μm；5～10重量份无机短切纤维，所述无机短切纤维的直径为2～4μm，长度为2～5mm。优选的，所述气相Al2O3堆积密度为0.05～0.07g/cm3，粒径为30～50nm。优选的，所述红外遮光剂为锆英粉，锆含量≥65％。优选的，所述无机短切纤维选自硅酸铝纤维和/或多晶莫来石纤维，所述硅酸铝纤维中铝含量≥45wt％，所述多晶莫来石纤维中铝含量为72～75wt％。本专利技术还提供了一种上述耐高温纳米孔高效绝热板的制备方法，包括以下步骤：A)将气相Al2O3、红外遮光剂以及无机短切纤维混合搅拌，得到混合物料；B)将所述混合物料干压成型，得到耐高温纳米孔高效绝热板。优选的，所述混合搅拌的速度为400～600rpm，所述混合搅拌的时间为15～20min。优选的，所述干压成型的方法为：根据所述耐高温纳米孔高效绝热板的容重，将相应质量的混合物料置于模具内；采用液压机进行干压成型。优选的，所述干压成型的压力为5～10MPa，保压时间为3～5min。与现有技术相比，本专利技术提供了一种耐高温纳米孔高效绝热板，由以下重量份的原料制备而成：60～80重量份气相Al2O3；15～30重量份红外遮光剂，所述红外遮光剂的粒径为5.5～7.5μm；5～10重量份无机短切纤维，所述无机短切纤维的直径为2～4μm，长度为2～5mm。本专利技术以气相Al2O3为基体材料，所选特定粒度的红外遮光剂、以及特定尺寸的增强纤维制备得到一种耐温1050℃以上的纳米孔高效绝热板，该制品平均800℃导热系数低于0.04W/(m·K)，具有极佳的高温稳定性，1050℃煅烧24h线收缩率不高于2％，随着煅烧时间的延长，线收缩率增加的幅度非常小。具体实施方式本专利技术提供了一种耐高温纳米孔高效绝热板，由以下重量份的原料制备而成：60～80重量份气相Al2O3；15～30重量份红外遮光剂，所述红外遮光剂的粒径为5.5～7.5μm；5～10重量份无机短切纤维，所述无机短切纤维的直径为2～4μm，长度为2～5mm。本专利技术提供的耐高温纳米孔高效绝热板的制备原料包括60～80重量份气相Al2O3，优选为65～75重量份，更优选为68～72重量份。所述气相Al2O3堆积密度为0.05～0.07g/cm3，优选为0.06～0.07g/cm3，粒径为30～50nm，优选为35～45nm。本专利技术提供的耐高温纳米孔高效绝热板的制备原料还包括15～30重量份红外遮光剂，优选为20～25重量份，更优选为22～24重量份。所述红外遮光剂的粒径为5.5～7.5μm，优选为6.0～7.0μm。所述红外遮光剂为锆英粉，锆含量≥65％。本专利技术选用锆英粉为遮光剂，首先是因为锆英粉具有显著的红外遮蔽效果，同时该材料耐火度达到2000℃以上，可以提高纳米孔高效绝热板的耐温性。根据维恩位移定律可知，黑体的光谱辐射密度峰值对应的波长λm与黑体的绝对温度T满足关系式：λm·T＝2897.8μm·K由上式可知，高温物体发射波长较短的电磁波，低温物体发射波长较长的电磁波。辐射光波波长λ会随着T的增加而减小。遮光剂的红外散射作用是评价其红外遮蔽效果的重要指标，使遮光剂最大程度发挥散射作用的粒度称为最优粒度，用d来表示。d正比于入射光波长λ，反比于遮光剂与基体材料的折射率差△N。公式如下：已知基体材料气相Al2O3的折射率为1.77，锆英粉的折射率为1.95，当平均温度为800℃～1000℃时，试样辐射光波波长近似为2.3μm～2.7μm，气相Al2O3与锆英粉的折射率差△N等于0.18，对应遮光剂的最优粒度为6.08μm～7.14μm。因此，本技术方案选择的遮光剂粒度为5.5μm～7.5μm，可以保证最佳的红外遮蔽效果。本专利技术提供的耐高温纳米孔高效绝热板的制备原料还包括5～10重量份无机短切纤维，所述无机短切纤维选自硅酸铝纤维和/或多晶莫来石纤维，所述硅酸铝纤维中铝含量≥45wt％，所述多晶莫来石纤维中铝含量为72～75wt％。在本专利技术中，所述无机短切纤维的直径为2～4μm，优选为2.5～3.5μm；长度为2～5mm，优选为3～4mm。本专利技术选择的无机短切纤维(即增强纤维)为经过短切处理的硅酸铝纤维和/或多晶莫来石纤维。短切处理可以解决高速搅拌机无法切断纤维、导致纤维过长不好分散及形成直通热桥等问题。本专利技术还提供了一种上述耐高温纳米孔高效绝热板的制备方法，包括以下步骤：A)按照原料配比，将气相Al2O3、红外遮光剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温纳米孔高效绝热板，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：60～80重量份气相Al2O3；15～30重量份红外遮光剂，所述红外遮光剂的粒径为5.5～7.5μm；5～10重量份无机短切纤维，所述无机短切纤维的直径为2～4μm，长度为2～5mm。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温纳米孔高效绝热板，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：60～80重量份气相Al2O3；15～30重量份红外遮光剂，所述红外遮光剂的粒径为5.5～7.5μm；5～10重量份无机短切纤维，所述无机短切纤维的直径为2～4μm，长度为2～5mm。2.根据权利要求1所述的耐高温纳米孔高效绝热板，其特征在于，所述气相Al2O3堆积密度为0.05～0.07g/cm3，粒径为30～50nm。3.根据权利要求1所述的耐高温纳米孔高效绝热板，其特征在于，所述红外遮光剂为锆英粉，锆含量≥65％。4.根据权利要求1所述的耐高温纳米孔高效绝热板，其特征在于，所述无机短切纤维选自硅酸铝纤维和/或多晶莫来石纤维，所述硅酸铝纤维中铝含量≥45wt％，所述多晶莫...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成贺，任大贵，刘超，岳耀辉，葛振鹏，刘焕英，
申请(专利权)人：山东鲁阳节能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37