一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，以二氧化钛和钾盐作为制备六钛酸钾晶须的原料，以菱镁矿粉和石墨粉为造孔剂，经造粒、成型、烧结后制得。本发明专利技术所用方法制备工艺简单、操作方便，所制样品完好保持了六钛酸钾晶须材料自身的特性，具有孔隙率高、热导率低等优点，是品质优良、用途广泛的隔热材料。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法
本专利技术涉及一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，属于隔热材料

技术介绍
隔热材料是能阻滞热流传递的材料，又称热绝缘材料，已在航空航天、兵器、能源、化工和冶金等众多工业领域得到广泛应用。目前理想的隔热材料比较少，石棉和硅酸铝等传统隔热材料由于具有潜在致癌性使其应用范围受到了极大的限制，因此需要重点研究兼具较好隔热效果且材料组成简单、成本低廉的产品。在研究和制备高温高性能隔热材料的过程中，降低导热率是一个关键的技术，低导热率的隔热材料在高温环境下的应用具有非常重要的意义。隔热材料中的热传导方式有四种：气相、固相、对流和辐射导热。高温下隔热材料中气相导热和辐射导热占主要地位，其中辐射导热占的比例更大。因此，在高温环境下降低红外波段的辐射是降低隔热材料导热率的有效途径，也是制备性能优异的耐高温高性能隔热材料的重要方法。六钛酸钾晶须的化学式为K2O·6TiO2，六钛酸钾的导热系数较小，在高温下耐热性能好。并且六钛酸钾晶须具有高红外线反射性能，可以作为良好的红外遮蔽剂。同时，六钛酸钾晶须还具有优良的力学性能，在隔热材料应用方面具有很大潜力。由于六钛酸钾晶须为粉末状物质，难以直接用于保温隔热场合。另外，现有的以六钛酸钾晶须为主要成分的复合隔热材料，需要经过多次烧结后得到，不仅操作步骤多、能耗高，而且孔隙率较低，隔热性能不够理想。因此需要改进制备工艺，优化主要材料组分和比例，以获得性能更好的复合隔热材料。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷与不足，本专利技术的目的是提供一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法。本专利技术所述一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，是以二氧化钛和钾盐作为制备六钛酸钾晶须的原料，以菱镁矿粉和石墨粉为造孔剂，按照一定比例球磨混合并干燥，然后以聚乙烯醇溶液作为粘结剂，加压成型后煅烧，得到多孔六钛酸钾晶须隔热材料。作为一种优选方案，本专利技术所述一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于所述二氧化钛和钾盐所占质量分数为75～90％，菱镁矿粉和石墨粉所占质量分数为10～25％。作为一种优选方案，本专利技术所述一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于所述聚乙烯醇溶液与造孔剂质量比为0.5:1～2:1。作为一种优选方案，本专利技术所述一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于二氧化钛和钾盐的摩尔比为3:1～5:1。作为一种优选方案，本专利技术所述一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于所述二氧化钛为P25TiO2。作为一种优选方案，本专利技术所述一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于所述钾盐为硝酸钾。作为一种优选方案，本专利技术所述一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于所述菱镁矿粒径≤74μm，石墨粉粒径≤2.6μm，二者的质量比为6:1～10:1。作为一种优选方案，本专利技术所述一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于所述聚乙烯醇溶液质量百分浓度为4％～8％。作为一种优选方案，本专利技术所述一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于所述球磨时间为2～4h，加压强度为2～8MPa，保压时间为40～80s，煅烧温度为700～1000℃，保温时间为2～4h。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益的技术效果：本专利技术通过一次煅烧制备了多孔六钛酸钾晶须隔热材料，该方法具有工艺简单、操作方便、生产周期短、无环境污染、原料价格低廉且利用率高、收率大等特点，制得的隔热材料保持了六钛酸钾晶须材料自身的特性，具有孔隙率高、热导率低等优点。具体实施方式现在结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以下实施例旨在说明本专利技术而不是对本专利技术的进一步限定。实施例1：本实施例提供一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，以二氧化钛和硝酸钾作为主要原料，以菱镁矿粉和石墨粉为造孔剂，按照二氧化钛和钾盐所占质量分数为75％、菱镁矿粉和石墨粉所占质量分数为25％进行球磨混合2h后干燥。其中，二氧化钛和钾盐的摩尔比为3:1，菱镁矿和石墨粉的质量比为6:1。将上述混合物料以质量百分浓度为4％的聚乙烯醇溶液为粘结剂进行混合适粒，烘干后在8MPa压强下成型，保压时间为40s。其中聚乙烯醇溶液与造孔剂质量比为0.5:1。将上述物料在700℃下煅烧4h后得到多孔六钛酸钾晶须隔热材料S1。实施例2(作为最佳实施例)：本实施例提供一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，以二氧化钛和硝酸钾作为主要原料，以菱镁矿粉和石墨粉为造孔剂，按照二氧化钛和钾盐所占质量分数为80％、菱镁矿粉和石墨粉所占质量分数为20％进行球磨混合3h后干燥。其中，二氧化钛和钾盐的摩尔比为4:1，菱镁矿和石墨粉的质量比为8:1。将上述混合物料以质量百分浓度为6％的聚乙烯醇溶液为粘结剂进行混合适粒，烘干后在6MPa压强下成型，保压时间为60s。其中聚乙烯醇溶液与造孔剂质量比为1:1。将上述物料在800℃下煅烧3h后得到多孔六钛酸钾晶须隔热材料S2。实施例3：本实施例提供一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，以二氧化钛和硝酸钾作为主要原料，以菱镁矿粉和石墨粉为造孔剂，按照二氧化钛和钾盐所占质量分数为90％、菱镁矿粉和石墨粉所占质量分数为10％进行球磨混合4h后干燥。其中，二氧化钛和钾盐的摩尔比为5:1，菱镁矿和石墨粉的质量比为10:1。将上述混合物料以质量百分浓度为8％的聚乙烯醇溶液为粘结剂进行混合适粒，烘干后在2MPa压强下成型，保压时间为80s。其中聚乙烯醇溶液与造孔剂质量比为1:1。将上述物料在1000℃下煅烧2h后得到多孔六钛酸钾晶须隔热材料S3。效果验证：经测试，实施例1、2、3中制备的多孔六钛酸钾晶须隔热材料S1、S2和S3三种试样的孔隙率分别为19.6％、23.5％和21.7％，在1000℃下的热导率分别为0.167、0.152、0.155W·m-1·K-1。实施例4：本实施例提供一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，以二氧化钛和硝酸钾作为主要原料，以菱镁矿粉和石墨粉为造孔剂，按照二氧化钛和钾盐所占质量分数为90％、菱镁矿粉和石墨粉所占质量分数为10％进行球磨混合4h后干燥。其中，二氧化钛和钾盐的摩尔比为5:1，菱镁矿和石墨粉的质量比为10:1。将上述混合物料以质量百分浓度为8％的聚乙烯醇溶液为粘结剂进行混合适粒，烘干后在2MPa压强下成型，保压时间为80s。其中聚乙烯醇溶液与造孔剂质量比为2:1。将上述物料在1000℃下煅烧2h后得到多孔六钛酸钾晶须隔热材料S3。经测试，孔隙率大于20％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于，将二氧化钛、钾盐和造孔剂混合并干燥后，以聚乙烯醇溶液作为粘结剂，加压成型后一次煅烧，得到多孔六钛酸钾晶须隔热材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于，将二氧化钛、钾盐和造孔剂混合并干燥后，以聚乙烯醇溶液作为粘结剂，加压成型后一次煅烧，得到多孔六钛酸钾晶须隔热材料。


2.根据权利要求1所述的多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于，所述造孔剂包括菱镁矿粉和石墨粉；所述钾盐为硝酸钾。


3.根据权利要求1所述的多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于，二氧化钛和钾盐所占质量分数为75～90％，菱镁矿粉和石墨粉所占质量分数为10～25％。


4.根据权利要求1所述的多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液与造孔剂的质量比为0.5:1～2:1。


5.根据权利要求3所述的多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于，二氧化钛和钾盐的摩尔比为3:1～5:1。


6.根据权利要求5所述的多孔六钛酸钾晶须隔热材料的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛为P25...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦丁，甘云丹，闫光虎，余建斌，周媛丽，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61