一种常压干燥的纳米隔热材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种常压干燥的纳米隔热材料及其制备工艺，属于无机非金属材料技术领域，尤其适于航天飞机、临近空间高超声速飞行器等航天器用热防护材料与隔热透波材料的制备。向水中加入纳米粉体、增强纤维和致孔剂，将原材料混合均匀获得非定型材料；将非定型材料装入模具并在室温或加热条件下干燥至恒重，脱模获得干毛坯；将干毛坯放入高温炉中升温至所需温度后，进行热处理至恒重，以去除其中的致孔剂，得到纳米隔热材料。本发明专利技术制备的纳米隔热材料体积密度低、隔热性能优异、高温稳定性好、力学强度高、细观结构均匀、性能均一。

A kind of nano thermal insulation material dried at atmospheric pressure and its preparation process

【技术实现步骤摘要】
一种常压干燥的纳米隔热材料及其制备工艺
本专利技术属于无机非金属材料领域，特别涉及一种常压干燥的纳米隔热材料及其制备工艺。
技术介绍
在航天飞行器制造领域，热防护系统是保证航天器安全飞行的必要保障。其中，无机隔热材料因其体积密度低、高温稳定性好、隔热性能优异、可重复使用等诸多优势，已成为航天飞行器热防护系统必不可少的重要热防护材料。近年来，随着飞行器马赫数的提高，对隔热材料的性能要求也越来越高。具有独特纳米孔隙结构特征的气凝胶纳米隔热材料具有极低的热导率，是目前报道的热导率最低的固态材料，隔热保温性能较传统材料优势非常明显，因此在航天防隔热领域的巨大潜在应用价值逐渐被人们所认识。气凝胶纳米隔热材料的制备一般采用溶胶-凝胶工艺结合超临界干燥技术制备。溶胶-凝胶过程中，一般采用金属醇盐或水玻璃作为前驱体，前者本身成本很高，后者则需提前进行离子交换以去除其中的钠离子等，并且凝胶后需要以有机溶剂逐步替换其中的水，因此制备工艺复杂繁琐，成本也居高不下。此外，凝胶的干燥也存在较大的问题。以乙醇等有机溶剂作为干燥介质进行超临界干燥需要采用高温高压特种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米隔热材料的制备工艺，其特征在于，包括：/n步骤1，向水中加入纳米粉体、增强纤维和致孔剂，将原材料混合均匀获得非定型材料；/n步骤2，将非定型材料装入模具并在室温或加热条件下干燥至恒重，脱模获得干毛坯；/n步骤3，将干毛坯放入高温炉中升温至所需温度后，进行热处理至恒重，以去除其中的致孔剂，得到纳米隔热材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米隔热材料的制备工艺，其特征在于，包括：
步骤1，向水中加入纳米粉体、增强纤维和致孔剂，将原材料混合均匀获得非定型材料；
步骤2，将非定型材料装入模具并在室温或加热条件下干燥至恒重，脱模获得干毛坯；
步骤3，将干毛坯放入高温炉中升温至所需温度后，进行热处理至恒重，以去除其中的致孔剂，得到纳米隔热材料。


2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤1中，纳米粉体选自纳米氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化钛、纳米氧化锆或纳米氧化镁中的任意一种或几种。


3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤1中，纳米粉体的平均粒径为5～150nm；和/或
纳米粉体质量为水质量的10％～90％。


4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤1中，增强纤维选自石英短切纤维、玻璃短切纤维、氧化锆纤维、氮化硅短切纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、高硅氧纤维、玄武岩纤维或碳化硅纤维中的任意一种或几种。


5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤1中，增强纤维中短切纤维的长度为0.5～50mm；和/或
增强纤维质量为纳米粉体质量的10％～100％。


6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤1中，致孔剂为炭黑或炭黑与淀粉的组合物。


7.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，步骤1中，当致孔剂为炭黑与淀粉的组合物时，炭黑在其中的质量含量不低于50％；和/或
致孔剂的质量为纳米粉体质量的0.8～4倍。


8.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤1中，向水中还加入有遮光剂；
所述遮光剂选自碳化硅粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末、硅酸锆粉末、氧化铬粉末或氧化铁粉末中的任意一种或多种。


9.根据权利要求8所述的制备工艺，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海龙，李俊宁，胡子君，孙陈诚，王俊山，王晓艳，吴文军，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11