一种纳米隔热材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种纳米隔热材料及其制备方法。其技术方案是：将53～66wt％的纳米氧化铝、11～18wt％的纳米二氧化硅、12～17wt％的碳化硅、1～3wt％的玻璃纤维、3～7wt％的磷酸二氢铵和3～7wt％的磷酸二氢铝混合，球磨，烘干，制得纳米隔热材料粉体；再将纳米隔热材料粉体于0.2～1.0MPa条件下机压成型，干燥；然后在1000～1200℃条件下保温1～3小时，自然冷却，制得纳米隔热材料。本发明专利技术具有合成温度低、工艺流程简单和操作简便和成本低的特点；所制备的纳米隔热材料体积密度小、显气孔率大、耐压强度大和常温导热系数低。大和常温导热系数低。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米隔热材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于纳米隔热材料
具体涉及一种纳米隔热材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]纳米隔热材料具有低体积密度、高孔隙率、低热导率等特点，具有优异的隔热性能。随着能源紧缺和人们对节能环保的日益重视，采用纳米隔热材料能有效降低生产和生活中的能量散失。随着科学技术的进步，纳米隔热材料也逐步被应用，它与普通隔热材料的明显区别在于：纳米隔热材料具有比空气更低的热导率，并且随着温度的升高，特别在高温区热导率的增长速度远远低于普通隔热材料。
[0003]目前，已有制备纳米隔热材料的技术，如“一种纳米隔热材料用物料及其混合方法、纳米隔热材料及其制备方法”(CN201811409159.3)专利技术，公开了一种纳米隔热材料的制备方法，制得的纳米隔热材料在常温导热系数0.014～0.035W/(m
·
K)的情况下，耐压强度只有0.89～1.21MPa，制得的纳米隔热材料强度低；“一种纳米隔热材料及其制备方法”(CN201811409160.6)专利技术，该方法整个过程对设备要求高(需要配备高速分散机、鼓风干燥箱)，工艺流程复杂和成本高；“一种高强度纳米隔热材料及其制备方法”(CN201911099302.8)专利技术，制得的纳米隔热材料的体积密度大(0.3～1.0g/cm3)和显气孔率小；“一种常压干燥的纳米隔热材料及其制备工艺”(CN202010599430.5)专利技术，制得的纳米隔热材料的常温导热系数高0.035～0.08W/(m
·/>K)。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种合成温度低、工艺流程简单、操作简便和成本低的纳米隔热材料的制备方法；用该方法制备的纳米隔热材料体积密度小、显气孔率大、耐压强度大和常温导热系数低。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案的具体步骤是：
[0006]步骤一、将53～66wt％的纳米氧化铝、11～18wt％的纳米二氧化硅、12～17wt％的碳化硅、1～3wt％的玻璃纤维、3～7wt％的磷酸二氢铵和3～7wt％的磷酸二氢铝混合，球磨，烘干，制得纳米隔热材料粉体。
[0007]步骤二、将所述纳米隔热材料粉体在0.2～1.0MPa条件下机压成型，干燥，制得纳米隔热材料坯体。
[0008]步骤三、将所述纳米隔热材料坯体加热至1000～1200℃，保温1～3小时，自然冷却，制得纳米隔热材料。
[0009]所述纳米氧化铝的纯度大于93.0％；所述纳米氧化铝的粒径小于500nm。
[0010]所述纳米二氧化硅的纯度大于96.7％；所述纳米二氧化硅的粒径小于100nm。
[0011]所述碳化硅的纯度大于99.5％；所述碳化硅的粒径小于0.5μm。
[0012]所述玻璃纤维的纯度大于98.0％；所述玻璃纤维的粒径小于0.5μm。
[0013]所述磷酸二氢铵的纯度大于99.0％；所述磷酸二氢铵的粒径小于0.5μm。
[0014]所述磷酸二氢铝的纯度大于95.0％；所述磷酸二氢铝的粒径小于0.5μm。
[0015]由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有以下积极效果：
[0016]1、本专利技术将纳米氧化铝、纳米二氧化硅、碳化硅、玻璃纤维、磷酸二氢铵和磷酸二氢铝混合，机压成型，干燥，然后于1000～1200℃保温，制得纳米隔热材料。整个制备过程合成温度低、工艺流程简单、操作简便和成本低。
[0017]2、本专利技术在以纳米氧化铝和纳米二氧化硅为主要原料制备纳米隔热材料的基础上，利用添加的玻璃纤维和碳化硅不仅提高了纳米隔热材料的耐压强度，且降低了纳米隔热材料的常温导热系数，达到具有良好力学性能和热学性能的目的。
[0018]3、本专利技术在用纳米氧化铝和纳米二氧化硅为主要原料制备纳米隔热材料的基础上，加入了磷酸二氢铵与磷酸二氢铝的混合物，在烧结过程中能起到结合剂的作用，促进烧结，增加了纳米隔热材料的耐压强度。
[0019]本专利技术所制备的纳米隔热材料经检测：体积密度为0.26～0.69g/cm3；显气孔率为77.84～91.47％；抗压强度为2.14～2.52Mpa；常温导热系数为0.02128～0.04489W/(m
·
K)。
[0020]因此，本专利技术具有合成温度低、工艺流程简单和操作简便和成本低的特点；所制备的纳米隔热材料体积密度小、显气孔率大、耐压强度大和常温导热系数低。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步的描述，并非对本专利技术保护范围的限制。
[0022]一种纳米隔热材料及其制备方法。本具体实施方式所述制备方法是：
[0023]步骤一、将53～66wt％的纳米氧化铝、11～18wt％的纳米二氧化硅、12～17wt％的碳化硅、1～3wt％的玻璃纤维、3～7wt％的磷酸二氢铵和3～7wt％的磷酸二氢铝混合，球磨，烘干，制得纳米隔热材料粉体。
[0024]步骤二、将所述纳米隔热材料粉体在0.2～1.0MPa条件下机压成型，干燥，制得纳米隔热材料坯体。
[0025]步骤三、将所述纳米隔热材料坯体加热至1000～1200℃，保温1～3小时，自然冷却，制得纳米隔热材料。
[0026]本具体实施方式中：
[0027]所述纳米氧化铝的纯度大于93.0％，所述纳米氧化铝的粒径小于500nm；
[0028]所述纳米二氧化硅的纯度大于96.7％，所述纳米二氧化硅的粒径小于100nm；
[0029]所述碳化硅的纯度大于99.5％，所述碳化硅的粒径小于0.5μm；
[0030]所述玻璃纤维的纯度大于98.0％，所述玻璃纤维的粒径小于0.5μm；
[0031]所述磷酸二氢铵的纯度大于99.0％，所述磷酸二氢铵的粒径小于0.5μm；
[0032]所述磷酸二氢铝的纯度大于95.0％，所述磷酸二氢铝的粒径小于0.5μm。
[0033]实施例中不再赘述。
[0034]实施例1
[0035]一种纳米隔热材料及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
[0036]步骤一、将66wt％的纳米氧化铝、11wt％的纳米二氧化硅、15wt％的碳化硅、1wt％
的玻璃纤维、3wt％的磷酸二氢铵和4wt％的磷酸二氢铝混合，球磨，烘干，制得纳米隔热材料粉体。
[0037]步骤二、将所述纳米隔热材料粉体在0.2MPa条件下机压成型，干燥，制得纳米隔热材料坯体。
[0038]步骤三、将所述纳米隔热材料坯体加热至1000℃，保温1小时，自然冷却，制得纳米隔热材料。
[0039]本实施例制备的纳米隔热材料经检测：体积密度为0.26g/cm3；显气孔率为91.47％；耐压强度为2.14Mpa；常温导热系数为0.02128W/(m
·
K)。
[0040]实施例2
[0041]一种纳米隔热材料及其制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米隔热材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：步骤一、将53～66wt％的纳米氧化铝、11～18wt％的纳米二氧化硅、12～17wt％的碳化硅、1～3wt％的玻璃纤维、3～7wt％的磷酸二氢铵和3～7wt％的磷酸二氢铝混合，球磨，烘干，制得纳米隔热材料粉体；步骤二、将所述纳米隔热材料粉体在0.2～1.0MPa条件下机压成型，干燥，制得纳米隔热材料坯体；步骤三、将所述纳米隔热材料坯体加热至1000～1200℃，保温1～3小时，自然冷却，制得纳米隔热材料。2.根据权利要求1所述的纳米隔热材料的制备方法，其特征在于所述纳米氧化铝的纯度大于93.0％；所述纳米氧化铝的粒径小于500nm。3.根据权利要求1所述的纳米隔热材料的制备方法，其特征在于所述纳米二氧化硅的纯度大于96...

【专利技术属性】
技术研发人员：李远兵，刘菁非，李淑静，向若飞，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：