CN101468906A - 一种富含SiO2纳米复合无机阻燃绝热保温板及其制备工艺 - Google Patents

一种富含SiO2纳米复合无机阻燃绝热保温板及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

一种富含SiO2纳米复合无机阻燃绝热保温板，其特征在于：本发明物的形态是平面或异型的无机纳米复合板，板材是微米孔及颗粒、纳米孔及颗粒及纤维结构的复合物。其成分组成：SiO2粉体40－80％，二氧化锆超细粉10－30％，无机闭孔微珠材料0－20％，膨胀珍珠岩2－15％，蛭石0－15％，偶联剂0.1－2％，粘合剂2－10％，硅酸钙纤维0－6％，硅酸铝镁纤维0－10％，硅酸铝纤维0－10％(重量比)，经过分散、混合、制坯、晾干或烘干即可，烘干温度不超过120℃。其制备设备含：真空粉体吸料装置及混合机，自动制坯机。

Description

一种富含SiO2纳米复合无机阻燃绝热保温板及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种无机绝热材料及其制备工艺，具体的说是一种轻质、富含纳米孔及颗粒、微米孔及颗粒、纤维结构的无机复合复合物板材及其生产工艺，板材的主要成分为二氧化硅和二氧化锆，可广泛的应用于航空、石油、化工、电力、建筑、冶金等领域。
背景技术
目前广泛使用的无机保温材料有硅酸钙保温板和硅酸铝镁板材，产品的容重一般在180千克/立方米以上，常温下的导热系数在0.07以上，高温下的导热系数则更高，且生产过程中需要长时间的烘干工艺，不仅浪费能源，在航空及其它需要更加轻质的高温保温领域的使用也受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种容重更低，导热系数更低的块状材料，成型简单，不需要长时间烘干或高温烧结，节约能源。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案，其生产配方如下：SiO2粉体40—80％，二氧化锆超细粉10—30％，无机闭孔微珠材料0—20％，膨胀珍珠岩2—15％，蛭石0—15％，偶联剂0.1—2％，粘合剂2—10％，硅酸钙纤维0—6％，0—10％，硅酸铝纤维0-10％(重量比)。上述材料经过分散、混合、制坯、晾干或烘干即可，烘干温度不超过120℃。
所述的SiO2粉体包括SiO2气凝胶和SiO2纳米粉体。其中SiO2气凝胶在常温下的导热系数低于0.03w/m.k，SiO2纳米粉体导热系数低于0.04w/m.k。
所述的无机闭孔微珠材料，可以是玻璃微珠、陶瓷微珠和漂珠，其常温导热系数低于0.04w/m.k。
所述的制备过程中，所用设备为真空粉体吸料装置及混合机，自动制坯机，以避免生产环境中的粉尘飞扬，减少对工人及环境的危害，同时有效清除块材中的大气泡，以免在块体干燥后成为吸水的开口气孔。
本发明与现有的技术相比，具有如下优点：容重更低，导热系数更低，生产工艺简单，生产过程环保。该产品经中国科学院上海硅酸盐测试，容重86千克/立方米，导热系数(热线法测试)低于0.04w/m.k。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述：
实施例1：
SiO2气凝胶40克，SiO2纳米粉体23克，二氧化锆超细粉12克，玻璃微珠材料10克，膨胀珍珠岩3克，乙基三乙氧基硅烷1克，高模数硅酸钾液8克，硅酸钙纤维微孔浆液3克，上述组份经过分散、混合、制坯、晾干48小时，可制得，容重89千克/立方米，导热系数(热线法测试)0.039w/m.k的块体。在1000℃马弗炉煅烧100小时，失重2wt％，坯体仍完好。
实施例2：
SiO2气凝胶60克，SiO2纳米粉体5克，二氧化锆超细粉15克，陶瓷微珠材料5克，膨胀珍珠岩3克，甲基三甲氧基硅烷1克，正硅酸乙酯酸性水解液7克，硅酸铝镁纤维4克。上述组份经过分散、混合、制坯、晾干48小时，可制得，容重86千克/立方米，导热系数(热线法测试)0.038w/m.k的块体。在1000℃马弗炉煅烧100小时，失重1.5wt％，坯体完好；
在1200℃炭化硅炉空气气氛下煅烧1小时，失重4wt％，坯体仍完好。
实施例3：
SiO2气凝胶35克，SiO2纳米粉体25克，二氧化锆超细粉15克，膨胀珍珠岩5克，蛭石8克，乙基三乙氧基硅烷1.5克，正硅酸乙酯酸性水解液5克，磷酸铝液3克，硅酸铝镁纤维2.5克。上述组份经过分散、混合、制坯、在80℃烘干10小时，可制得容重90千克/立方米，导热系数(热线法测试)0.039w/m.k的块体。在1000℃马弗炉煅烧100小时，失重1.4wt％，坯体完好。

Claims (9)

1、一种富含SiO2纳米复合无机阻燃绝热保温板，其特征在于：本发明物的形态是平面或异型的无机纳米复合板，板材是微米孔及颗粒、纳米孔及颗粒及纤维结构的复合物。其成分组成：SiO2粉体40—80％，二氧化锆超细粉10—30％，无机闭孔微珠材料0—20％，膨胀珍珠岩2—15％，蛭石0—15％，偶联剂0.1—2％，粘合剂2—10％，硅酸钙纤维0—6％，硅酸铝镁纤维0—10％，硅酸铝纤维0-10％(重量比)，经过分散、混合、制坯、晾干或烘干即可，烘干温度不超过120℃。
2、根据权利要求1所述的一种富含SiO2纳米复合无机阻燃绝热保温板，其特征在于：其成分含量的最佳比例为：SiO2气凝胶33％；SiO2纳米粉体30％，二氧化锆超细粉12％，无机闭孔微珠材料10％，膨胀珍珠岩3％，乙基三乙氧基硅烷1％，正硅酸乙酯酸性水解液8％，硅酸钙纤维微孔浆液3％。
3、根据权利要求1所述的一种富含SiO2纳米复合无机阻燃绝热保温板，其特征在于：粘合剂为磷酸铝液，水玻璃、正硅酸乙酯的酸性水解液的一种或几种；偶联剂可以是硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂的一种或几种。
4、如权利要求1所述的制备材料所用的无机闭孔微珠材料，可以是玻璃微珠、陶瓷微珠和漂珠，其常温导热系数低于0.04w/m.k。
5、如权利要求1所述的制备材料所用的SiO2气凝胶，可以是超临界干燥或常压干燥方法制备，其常温导热系数低于0.03w/m.k。
6、如权利要求1所述的制备材料所用的SiO2纳米粉体，可以是沉淀二氧化硅、气相二氧化硅，其一次粒子粒度小于100nm，常温导热系数低于0.04w/m.k。
7、如权利要求1所述的一种富含SiO2纳米复合无机阻燃绝热保温板制备工艺，在低速搅拌二氧化锆超细粉体的情况下逐步滴加偶联剂，混合均匀，再逐步加入纤维材料、无机闭孔微珠材料和膨胀珍珠岩和SiO2气凝胶及SO2纳米粉体，在混合状态下逐步滴加粘合剂，均匀后将混合物制坯、自然晾干或120℃下烘干。
8、如权利要求1所述材料的制备设备含：真空粉体吸料装置及混合机，自动制坯机。可以避免生产环境中的粉尘飞扬，减少对工人及环境的危害，有效清除块材中的大气泡，以免在块体干燥后成为吸水的开口气孔。
9、如权利要求1所述的富含SiO2纳米复合无机阻燃绝热保温板，其常温下导热系数低于0.04w/m.k，块体密度小于100千克/立方米，在800℃下可以长期工作，瞬间工作温度可达1200℃。
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