一种高效隔热片及其制备方法技术

本发明专利技术属于隔热技术领域，公开一种高效隔热片及其制备方法。包括基材层、涂料层，涂料层喷涂在基材层的一侧面；其中，所述基材层由气凝胶粉、红外遮光剂、短纤维组成，所述涂料层由不饱和树脂、引发剂、偶联剂、纤维材料、空心玻璃微珠组成。将不饱和树脂、引发剂、偶联剂、纤维材料、空心玻璃微珠搅拌混合均匀，得到浆料A；将气凝胶粉、红外遮光剂、短纤维搅拌混合均匀，得到混合料B；将混合料B压制成型，得到基材层；将浆料A喷涂于基材层的一侧表面，然后按照先20~30℃保温1~3 h、再40~50℃保温2~4 h的固化工艺进行固化；固化完成后进行热处理，即得高效隔热片。本发明专利技术所得隔热片实现了在不同中高温温度段高效的隔热保温效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高效隔热片及其制备方法
本专利技术属于隔热
，具体涉及一种高效隔热片及其制备方法。
技术介绍
轻质砖、耐火纤维、陶瓷纤维毯等传统绝热耐火材料导热系数相对较高，在给定厚度下无法满足工业设备外壁温度低于70℃的节能要求，因此低导热率的绝缘材料越来越受到人们的青睐。20世纪90年代初，A.J.Hunt等人率先提出了超级绝热材料的概念，即在特定的使用条件下，导热系数低于“静止空气”导热系数的绝热材料。目前，超级绝热材料主要有两种：一种是真空绝热材料，另一种是纳米孔绝热材料。气凝胶作为一种纳米多孔透明隔热材料，具有高孔隙率（85%~99%）、小的平均孔径（2~50nm）、大的比表面积（500~1300m2/g）、低密度（30~150kg/m3）以及比室温空气更低的热导率（0.01~0.02W/(m·K)），因此也被称作超级隔热材料，在隔热保温领域具有广阔的应用前景。气凝胶在低温下使用时隔热性能优异，但在高温下使用时热导率迅速升高，究其原因，气凝胶对2.5~8μm的近红外辐射几乎全透过，而300~1300K下的辐射主要为此波段，由于高温下辐射传热是主要的能量传递方式，这就导致了SiO2气凝胶的导热系数随着温度的升高而迅速增大，在中高温时失去超级绝热性能。因此纯SiO2气凝胶抑制高温辐射性能很差。针对上述问题，现有技术最常用的方法是引入红外遮光剂，该方法在一定程度上可以降低材料在高温下的导热系数，或者通过增加隔热材料的厚度来降低工业设备外壁温度，但当设备外壁温度降至200℃以后便无法再有效降低温度，在200℃以后其隔热效果并不理想，热量的散失使能源不能很好地利用，造成资源浪费。因此，如何有效降低工业设备外壁温度仍是需要解决的问题。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的旨在提供一种高效隔热片及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种高效隔热片，包括基材层、涂料层，涂料层喷涂在基材层的一侧面；其中，所述基材层由气凝胶粉、红外遮光剂、短纤维按质量比（60~80）∶（15~30）∶（2~10）组成，所述涂料层由不饱和树脂、引发剂、偶联剂、纤维材料、空心玻璃微珠按质量比（2~20）∶（0.02~0.05）∶（0.5~5）∶（20~50）∶100组成。较好地，所述气凝胶粉为二氧化硅气凝胶粉、三氧化二铝气凝胶粉、二氧化钛气凝胶粉、二氧化锆气凝胶粉中的一种或多种。较好地，所述红外遮光剂为金红石、二氧化钛、六钛酸钾晶须、锆英石、钛白粉、碳化硅微粉中的一种或多种。较好地，所述短纤维的长度为50-500μm，所述短纤维为碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、石英纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、玻璃纤维、硅酸铝纤维、莫来石纤维中的一种或多种。较好地，所述不饱和树脂为不饱和聚酯树脂191#、不饱和聚酯树脂197#、乙烯基树脂MFE-2、乙烯基树脂VER-2中的一种或多种。较好地，所述引发剂为过氧化甲乙酮、环烷酸钴、BPO、AIBN中的一种或多种。较好地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种或多种。较好地，所述纤维材料为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或多种。较好地，所述空心玻璃微珠的密度为0.15~0.60g/cm3。一种所述高效隔热片的制备方法，制备步骤如下：（1）、将不饱和树脂、引发剂、偶联剂、纤维材料、空心玻璃微珠搅拌混合均匀，得到浆料A；（2）、将气凝胶粉、红外遮光剂、短纤维搅拌混合均匀，得到混合料B；（3）、将步骤（2）所得混合料B压制成型，得到基材层；（4）、将步骤（1）所得浆料A喷涂于步骤（3）所得基材层的一侧表面，然后按照先20~30℃保温1~3h、再40~50℃保温2~4h的固化工艺进行固化；（5）、将步骤（4）固化完成后所得制品进行热处理，即得高效隔热片。较好地，步骤（3）中，压制成型的压力为0.8~5MPa；步骤（5）中，热处理的温度为550~700℃、时间为0.5~2h。有益效果：（1）、本专利技术通过将气凝胶粉、短纤维和红外遮光剂一体压制成型制备基材层，成型工艺简单、生产效率高、成本低廉；（2）、本专利技术的涂料层采用不饱和树脂作为粘结剂通过固化成型的方式将纤维材料与空心玻璃微珠进行密切结合，继而在高温作用下去除不饱和树脂，使得到的无机隔热保温材料相比传统的有机隔热保温阻燃材料具有更明显的优势，即更低的密度和良好抗压特性；相比于气凝胶等无机保温隔热材料，在保证了优异隔热保温特性的基础上有效地减少了颗粒物易脱落的困扰，将其作为隔热片的最外层，避免了气凝胶粉压制成型后易碎、掉粉的现象情况的发生；（3）、本专利技术所得隔热片实现了在不同中高温温度段高效的隔热保温效果，其成型工艺设计对隔热片在使用及运输过程中的方便可靠性具有重要的实际意义；（4）、本专利技术所得隔热片在使用过程中将喷涂涂料层的一侧层远离工业设备外壁的一侧，可以使隔热片靠近工业设备外壁的一侧保持高温，远离工业设备外壁的一侧保持中低温，避免造成远离工业设备外壁一侧的温度太高，可以满足工业设备外壁温度低于70℃的节能要求。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限制本专利技术的范围。实施例1一种高效隔热片，包括基材层、涂料层，涂料层喷涂在基材层的一侧面；其中，所述基材层由气凝胶粉、红外遮光剂、短纤维按质量比60∶15∶2组成，所述涂料层由不饱和树脂、引发剂、偶联剂、纤维材料、空心玻璃微珠按质量比2∶0.02∶0.5∶20∶100组成；所述气凝胶粉为二氧化硅气凝胶粉；所述红外遮光剂为金红石；所述短纤维的长度为500μm，所述短纤维为碳纤维；所述不饱和树脂为不饱和聚酯树脂191#；所述引发剂为过氧化甲乙酮；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述纤维材料为玻璃纤维；所述空心玻璃微珠的密度为0.60g/cm3。所述高效隔热片的制备方法，制备步骤如下：（1）、将不饱和树脂、引发剂、偶联剂、纤维材料、空心玻璃微珠搅拌混合均匀，得到浆料A；（2）、将气凝胶粉、红外遮光剂、短纤维搅拌混合均匀，得到混合料B；（3）、将步骤（2）所得混合料B在0.8MPa下压制成型，得到基材层；（4）、将步骤（1）所得浆料A喷涂于步骤（3）所得基材层的一侧表面，然后按照先20℃保温3h、再40℃保温4h的固化工艺进行固化；（5）、将步骤（4）固化完成后所得制品在550℃下热处理2h，即得高效隔热片。实施例2一种高效隔热片，包括基材层、涂料层，涂料层喷涂在基材层的一侧面；其中，所述基材层由气凝胶粉、红外遮光剂、短纤维按质量比80∶30∶10组成，所述涂料层由不饱和树脂、引发剂、偶联剂、纤维材料、空心玻璃微珠按质量比20∶0.05∶5∶50∶100组成；所述气凝胶粉为三氧化二铝气凝胶粉；所述红外遮光剂为二氧化钛；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效隔热片，其特征在于：包括基材层、涂料层，涂料层喷涂在基材层的一侧面；其中，所述基材层由气凝胶粉、红外遮光剂、短纤维按质量比（60~80）∶（15~30）∶（2~10）组成，所述涂料层由不饱和树脂、引发剂、偶联剂、纤维材料、空心玻璃微珠按质量比（2~20）∶（0.02~0.05）∶（0.5~5）∶（20~50）∶100组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效隔热片，其特征在于：包括基材层、涂料层，涂料层喷涂在基材层的一侧面；其中，所述基材层由气凝胶粉、红外遮光剂、短纤维按质量比（60~80）∶（15~30）∶（2~10）组成，所述涂料层由不饱和树脂、引发剂、偶联剂、纤维材料、空心玻璃微珠按质量比（2~20）∶（0.02~0.05）∶（0.5~5）∶（20~50）∶100组成。


2.如权利要求1所述的高效隔热片，其特征在于：所述气凝胶粉为二氧化硅气凝胶粉、三氧化二铝气凝胶粉、二氧化钛气凝胶粉、二氧化锆气凝胶粉中的一种或多种。


3.如权利要求1所述的高效隔热片，其特征在于：所述红外遮光剂为金红石、二氧化钛、六钛酸钾晶须、锆英石、钛白粉、碳化硅微粉中的一种或多种。


4.如权利要求1所述的高效隔热片，其特征在于：所述短纤维的长度为50-500μm，所述短纤维为碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、石英纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、玻璃纤维、硅酸铝纤维、莫来石纤维中的一种或多种。


5.如权利要求1所述的高效隔热片，其特征在于：所述不饱和树脂为不饱和聚酯树脂191#、不饱和聚酯树脂197#、乙烯基树脂MFE-2、乙烯基树脂VER-2中的一种或多种。


6.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继承，董会娜，李帅帅，姚栋嘉，刘喜宗，张东生，杨红霞，何凤霞，李静，
申请(专利权)人：巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41