CN105481297A - 一种低热导率的复合高温隔热材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低热导率的复合高温隔热材料及其制备方法。低热导率的复合高温隔热材料原料质量份数为：硅酸铝纤维40～65份，二氧化硅粉体30～50份，六钛酸钾晶须10～40份，结合剂5～20份，助剂2～8份。将硅酸铝纤维棉、二氧化硅粉体加入水中，搅拌，形成浆料；然后，加入六钛酸钾晶须，在搅拌的同时逐次加入结合剂和助剂；当浆料中液体由浑浊变为清澈时，将絮状物抄出，成型，烘干，即得。复合高温隔热材料热导率为0.04～0.09W/(m.K)；可在1200℃下使用。

Description

一种低热导率的复合高温隔热材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种低热导率的复合高温隔热材料及其制备方法，属于隔热材料技术领域。

背景技术

随着超高速飞行器以及大功率发动机等高技术装备的发展，隔热问题越来越成为人们关注的热点，也成为制约高技术设备发展的关键因素之一。另一方面，对于许多工业设备采用低热导率的隔热材料，也将会改善工作环境，节约能源，降低消耗。

CN103896621A提供一种气相纳米SiO₂-Al₂O₃复合介孔隔热材料及其制备方法，其由以下质量百分比的组分制备而成：气相纳米二氧化硅粉体10～70％，气相纳米氧化铝粉体10～70％，增强纤维3～10％，红外遮蔽剂8～20％，无机填料3～7％，上述各组分质量百分比的总和为100％。将上述物料放入封闭式搅拌器中，采用干法高速搅拌使封闭式搅拌器中的混合物分散均匀，通过机械模压成各种形状的成型制品。本发明气相纳米SiO₂-Al₂O₃复合介孔隔热材料具有轻质、耐高温、低热导率、高强度、高温线收缩率小和高温稳定性的优点。但是该方法成分多、制备复杂，且所得材料耐高温不够，无法实现1200℃环境下的稳定使用。

目前，在1200℃使用的纤维类隔热材料主要是硅酸铝陶瓷纤维制品，包括纤维棉、纤维毡、纤维毯、纤维纸、纤维绳等。这类材料的特点是具有稳定的隔热性能和耐化学侵蚀性。然而，硅酸铝纤维制品的热导率相对较高，不能满足许多应用场合对低热导率的要求。

发明内容

本发明提供一种低热导率的复合高温隔热材料及其制备方法。

本发明的低热导率复合高温隔热材料是以硅酸铝纤维、二氧化硅粉体为基材，以六钛酸钾晶须为添加剂，通过加入结合剂和助剂，经过制浆、配浆、成型、烘干等工序，制成的隔热材料。

本发明的技术方案如下：

一种低热导率的复合高温隔热材料，原料质量份数为：硅酸铝纤维40～65份，二氧化硅粉体30～50份，六钛酸钾晶须10～40份，结合剂5～20份，助剂2～8份。

上述低热导率复合高温隔热材料中的硅酸铝纤维是硅酸铝纤维棉，其化学组成范围为：Al₂O₃46～52％，SiO₂65～76％，Fe₂O₃<0.8％,(K₂O+Na₂O)<0.5％。纤维直径2～4_μm，长30～80_μm。

上述低热导率复合高温隔热材料中的二氧化硅粉体是纳米级。

上述低热导率复合高温隔热材料中的六钛酸钾晶须，直径为2～4μm，长径比为10～30。

所述的结合剂为硅溶胶或淀粉中的一种或多种。

所述助剂是聚合氯化铝。

根据本发明优选的，一种低热导率的复合高温隔热材料，原料质量份数为：硅酸铝纤维50～60份，二氧化硅粉体30～40份，六钛酸钾晶须10～30份，结合剂5～10份，助剂3～4份。

本发明的低热导率复合高温隔热材料的特点在于200～800℃的热导率为0.04～0.09W/(m.K)；本发明的低热导率高温纤维复合隔热材料可以在1200℃下使用。

本发明的低热导率复合高温隔热材料制备方法，步骤如下：

(1)将硅酸铝纤维棉、二氧化硅粉体加入水中，搅拌，形成浆料；然后，

(2)加入六钛酸钾晶须，在搅拌的同时逐次加入结合剂和助剂；

(3)当浆料中液体由浑浊变为清澈时，将絮状物抄出，成型，烘干，即可制得复合隔热材料。

根据成型方法不同，可以制备复合隔热材料纤维板或制成块体材料。

本发明利用六钛酸钾低热导率而且具有负温度系数和高红外反射的特性，与硅酸铝纤维、二氧化硅粉体复合形成低热导率的复合高温隔热材料。

与现有技术相比，本发明的隔热材料具有低热导率的特点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。

实施例中的原料用量均为质量份。

实施例中的原料均可市场购买。

实施例1：

一种低热导率复合高温隔热材料，原料配方(质量份)组成为：硅酸铝纤维50份，二氧化硅粉体30份，六钛酸钾晶须20份，淀粉10份，聚合氯化铝3份。

制备技术如下：

将50份硅酸铝纤维棉、二氧化硅粉体20份加入到200份水中，搅拌，形成浆料。随后，加入30份六钛酸钾晶须，在搅拌的同时逐次加入淀粉12份，聚合氯化铝3份。在浆料中液体由浑浊变为清澈时，说明六钛酸钾晶须、二氧化硅粉体已经附着在硅酸铝纤维表面；将絮状物抄出，成型，于60～80℃烘干，制得低热导率复合隔热板。

该复合隔热板800℃热导率为0.072W/(m.K)。

实施例2：

如实施例1所述，所不同的是额外再加8份硅溶胶。硅溶胶在淀粉加入前加入到浆料中。复合隔热板具有较高的强度，800℃热导率为0.078W/(m.K)。

实施例3：

一种低热导率复合高温隔热材料的配方组成为：硅酸铝纤维60份，二氧化硅粉体40份，六钛酸钾晶须30份，淀粉4份，硅溶胶6份，聚合氯化铝3份。

制备方法同实施例1。

Claims (8)

1.一种低热导率的复合高温隔热材料，原料质量份数为：硅酸铝纤维40～65份，二氧化硅粉体30～50份，六钛酸钾晶须10～40份，结合剂5～20份，助剂2～8份。

2.如权利要求1所述的低热导率的复合高温隔热材料，其特征在于上述低热导率复合高温隔热材料中的硅酸铝纤维是硅酸铝纤维棉，其化学组成范围为：Al₂O₃46～52％，SiO₂65～76％，Fe₂O₃<0.8％,(K₂O+Na₂O)<0.5％；纤维直径2～4μm，长30～80μm。

3.如权利要求1所述的低热导率的复合高温隔热材料，其特征在于六钛酸钾晶须，直径为2～4μm，长径比为10～30。

4.如权利要求1所述的低热导率的复合高温隔热材料，其特征在于所述的结合剂为硅溶胶或淀粉中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的低热导率的复合高温隔热材料，其特征在于所述助剂是聚合氯化铝。

6.如权利要求1所述的低热导率的复合高温隔热材料，其特征在于原料质量份数为：硅酸铝纤维50～60份，二氧化硅粉体30～40份，六钛酸钾晶须10～30份，结合剂5～10份，助剂3～4份。

7.如权利要求1所述的低热导率的复合高温隔热材料，其特征在于复合高温隔热材料200～800℃的热导率为0.04～0.09W/(m.K)；在1200℃下使用。

8.如权利要求1所述的低热导率复合高温隔热材料制备方法，步骤如下：

(1)将硅酸铝纤维棉、二氧化硅粉体加入水中，搅拌，形成浆料；然后，

(2)加入六钛酸钾晶须，在搅拌的同时逐次加入结合剂和助剂；

(3)当浆料中液体由浑浊变为清澈时，将絮状物抄出，成型，烘干，即得。