复合纳米孔绝热材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合纳米孔绝热材料及其制备方法，属于无机绝热材料技术领域。其通过无机连续纤维采用短切、梳理、针刺成纤维毯，使其具有三维空间网络结构，作为复合纳米孔绝热材料的骨架，摈弃了通常纳米孔绝热材料制备采用溶胶-凝胶法，超临界状态干燥的复杂工艺，工序简单、成本低，大幅提高了制品的强度，制品具有无毒、不燃、环保、热导率低、性能高、易施工的优点，复合纳米孔绝热材料，密度为120~250㎏/m?，常温导热系数≤0.024W/m·k，抗拉强度≥100kPa，憎水率≥98%，最高使用温度≤1000℃，可广泛用于1000℃以下各种设备的防火、隔热。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，可广泛用于1000°C以下各种设备的防火、隔热，属于无机绝热材料

技术介绍
常用的绝热材料如石棉、玻璃棉、岩棉、娃酸招纤维、微孔娃酸|丐、泡沫玻璃、膨胀珍珠岩等材料，在常温下有较低的导热系数，但随着温度的升高，它的热导率也会快速递升，特别在高温区热导率递升更快。随着科学技术的进步，纳米孔绝热材料也逐步被应用，它与普通绝热材料的明显区别，在于比静止空气更低的热导率，并且随着温度的升高，特别在高温区热导率的递升远远低于常用绝热材料。通常纳米孔绝热材料由溶胶-凝胶法来制得硅气凝胶，但这种气凝胶的制备需要在高温高压下通过超临界干燥。虽经溶剂置换、溶剂清洗等改进工艺，仍需要在高压下干燥。因此纳米孔绝热材料虽然具有优异的绝热性能，但制备工艺复杂、能耗大、产量小、成本高，价格是普通绝热材料的几十倍，甚至上百倍，制约了纳米孔绝热材料的广泛应用。本专利技术提供了一种低热导率、低成本、操作简便，并易于成形、施工性好的复合纳米孔绝热材料的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有纳米孔绝热材料制备工艺复杂、能耗大、产量小、成本高的不足之处，提供一种新的。按照本专利技术提供的技术方案，一种复合纳米孔绝热材料，配方比例按重量份计如下二氧化硅2(Γ40份、三氧化二铝(Γ20份、遮光剂10份、粘结剂I飞份、无机连续纤维4(Γ80份，以及循环使用的作为载体的溶剂8(Γ100份； 将无机连续纤维短切成无机连续纤维毡；用二氧化硅、遮光剂、粘结剂依次加入溶剂中高速分散得到纳米乳液；将纳米乳液与无机连续纤维毡复合并进行压滤，最后烘干即得产品复合纳米孔绝热材料。所述二氧化硅为纳米级二氧化硅，选自火焰硅灰或气相法白炭黑，其比表面积为200 300m2/g。所述三氧化二铝为纳米级三氧化二铝，其平均粒径< 30nm。所述遮光剂为氧化钛、氧化铁、氧化锆或碳化硅的微粉，其粒径< 3. 5 μ m。所述粘结剂为环氧树脂乳液、苯-丙乳液或乙烯-醋酸乙烯酯乳液中的一种，其乳液粒径< lOOnm。所述无机连续纤维为无碱玻璃纤维、高硅氧纤维或玄武岩纤维中的一种，其纤维直径在7-13 μ m。所述溶剂为水或乙醇中的一种。所述复合纳米孔绝热材料的制备方法，按重量份计步骤如下 (1)无机连续纤维毡的制备取4(Γ80份无机连续纤维，短切成长度为5(Tl00mm的定长短切纤维；依次通过开松、梳理、铺网、针刺，制得无机连续纤维毡； (2)纳米乳液的配制将2(Γ40份二氧化硅、f10份遮光剂、I飞份粘结剂依次加入8(Γ100份溶剂中，并用高速分散机在120(Tl600r/min速度下搅拌8 12min，配置成质量浓度为20% 25%的纳米乳液，待用； (3)复合将步骤(I)制得的无机连续纤维毡放入板框压滤机中，加入步骤(2)制得的纳米乳液，进行压滤，压力为O. Γ0. 5MPa，时间5 30min ;至纳米乳液充满无机连续纤维毡的空隙； (4)烘干将步骤(3)所得充满纳米乳液的无机连续纤维毡放入真空干燥箱烘干，在温度6(T80°C、压力O. 06Mpa下烘干f 3小时，即得到产品复合纳米孔绝热材料。 步骤(I)中制得的无机连续纤维毡厚度为12 18mm，容重为8(Tl60kg/m3。本专利技术具有如下优点本专利技术摈弃了通常纳米孔绝热材料制备采用超临界状态干燥的复杂工艺，工序简单、成本低；无机连续纤维采用针刺成型，具有三维空间网络结构，其作为复合纳米孔绝热材料的骨架制得的成品具有无毒、环保、热导率低、强度高易施工的优点。本专利技术制备的复合纳米孔绝热材料，密度为12(T25kg/m3，常温导热系数彡O. 024ff/m · k，抗拉强度彡lOOKPa，憎水率彡98%，最高使用温度彡1000°C，可广泛用于1000°C以下各种设备的防火、隔热。具体实施例方式实施例I 复合纳米孔绝热材料，配方比例按重量份计，所述重量为固体部分的重量无碱玻璃连续纤维65份、疏水型气相法白炭黑30份、碳化硅4份、苯-丙乳液I份。所述复合纳米孔绝热材料，按重量份计步骤如下 (I)无机连续纤维毡的制备取无碱玻璃连续纤维，短切成长度为5(Tl00mm的定长短切纤维；通过开松、梳理、铺网、针刺，制成无机连续纤维毡。厚度15mm，容重8(Tl00kg/m3。(2)纳米乳液的配制将比表面积为200的疏水型气相法白炭黑28份、碳化硅4份、苯-丙乳液I份依次加入100份乙醇中，并用高速分散机120(Tl600r/min搅拌8 12min,配置成质量浓度为20% 25%乳液，待用。(3)复合将步骤(I)厚度15mm，容重8(Tl00kg/m3无碱玻璃连续纤维毡放入板框压滤机中，加入(2)纳米乳液，进行压滤，压力为O. IMPa，时间为30min，保持无碱玻璃连续纤维毡厚度10mm，至纳米乳充满无机连续纤维毡的空隙。(4)烘干将充满纳米乳的无碱玻璃连续纤维毡放入真空干燥箱，在温度6(T80°C、压力O. 06Mpa下烘干2小时，即得到复合纳米孔绝热材料。制品密度:160^180kg /m3 ;导热系数0. 023 ff/m *k(常温);抗拉强度IOOKPa ；憎水率·) 98% ;最高使用温度彡600°C。实施例2 复合纳米孔绝热材料，配方比例按重量份计，所述重量为固体部分的重量玄武岩连续纤维65份、疏水型气相法白炭黑30份、碳化硅4份、苯-丙乳液I份剂。所述复合纳米孔绝热材料，按重量份计步骤如下 (I)无机连续纤维毡的制备取玄武岩连续纤维，短切成长度为5(Tl00mm的定长短切纤维；通过开松、梳理、铺网、针刺，制成无机连续纤维毡。厚度15mm，容重10(Tl20kg/m3。(2)纳米乳液的配制将比表面积为200的疏水型气相法白炭黑28份、碳化硅4份、苯-丙乳液I份依次加入100份乙醇中，并用高速分散机120(Tl600r/min搅拌8 12min,配置成质量浓度为20% 25%乳液，待用。(3)复合将步骤(I)厚度15mm，容重10(Tl20kg/m3玄武岩连续纤维毡放入板框压滤机中，加入(2)纳米乳液，进行压滤，压力为O. 3MPa，时间15min，保持玄武岩连续纤维毡厚度10_，至纳米乳充满无机连续纤维毡的空隙。 (4)烘干将充满纳米乳的玄武岩连续纤维毡放入真空干燥箱，在温度6(T80°C、压力O. 06Mpa下烘干2小时，即得到复合纳米孔绝热材料。制品密度:180^200kg /m3 ;导热系数0. 023 ff/m *k(常温);抗拉强度IOOKPa ；憎水率·) 98% ;最高使用温度■.( 800°C。实施例3 复合纳米孔绝热材料，配方比例按重量份计，所述重量为固体部分的重量高硅氧连续纤维60份、疏水型气相法白炭黑30份、纳米级三氧化二铝5份、氧化锆4份、苯-丙乳液I份。所述复合纳米孔绝热材料，按重量份计步骤如下 (I)无机连续纤维毡的制备取高硅氧连续纤维，短切成长度为5(Γ100_的定长短切纤维；通过开松、梳理、铺网、针刺，制成无机连续纤维毡。厚度15mm，容重12(Tl40kg/m3。(2)纳米乳液的配制将比表面积为200的疏水型气相法白炭黑23份、纳米级三氧化二铝5份、氧化锆4份、苯-丙乳液I份依次加入100份乙醇中，并用高速分散机1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合纳米孔绝热材料，其特征是配方比例按重量份计如下：二氧化硅20~40份、三氧化二铝0~20份、遮光剂1~10份、粘结剂1~5份、无机连续纤维40~80份，以及循环使用的作为载体的溶剂80~100份；将无机连续纤维短切成无机连续纤维毡；用二氧化硅、遮光剂、粘结剂依次加入溶剂中高速分散得到纳米乳液；将纳米乳液与无机连续纤维毡复合并进行压滤，最后烘干即得产品复合纳米孔绝热材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周致中，尤仁兴，
申请(专利权)人：无锡市明江保温材料有限公司，
类型：发明
国别省市：