CN102514293A

CN102514293A - 一种纳米多孔高效隔热板的制备方法

Info

Publication number: CN102514293A
Application number: CN2011103633708A
Authority: CN
Inventors: 孙小飞; 李红霞; 王刚; 王冬冬; 孙加林
Original assignee: Sinosteel Luoyang Institute of Refractories Research Co Ltd
Current assignee: Sinosteel Luoyang Institute of Refractories Research Co Ltd
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-11-16
Also published as: CN102514293B

Abstract

本发明提供了一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，属于纳米多孔隔热材料领域。工艺为：将纳米粉体利用机械分散和化学分散结合的方法与纤维、结合剂、遮光剂、增塑剂、干燥控制剂、分散剂及适量的调节干湿程度的试剂均匀的混合；利用干压成型、流延成型或挤压成型等方法使其成型；控制干燥条件，对成型样品进行干燥，然后覆上一定厚度和材质的反射层，即可得到纳米多孔高效隔热板。本发明的优点在于：制备方法简单可行，制备出的纳米多孔隔热板强度大、孔结构均匀、隔热性能好。

Description

一种纳米多孔高效隔热板的制备方法

技术领域

本发明涉及一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，属于纳米多孔隔热材料领域。

技术背景

社会经济的发展，全球的能源消耗急剧上升，能源的紧缺己成为世界范围性的问题。节约能源最有效的措施之一就是采用新技术、新工艺开发高效隔热材料。在工业中采用良好的保温隔热材料有利十减少产品能耗，降低生产成本，减小隔热层体积从减小设备设施的体积，达到美观协调的效果，具有很大的社会经济效益。

目前，传统的隔热材料难以满足民用高效节能以及军用装备等对隔热材料提出的更高要求。开展耐高温、轻质、高效隔热的纳米多孔隔热复合材料及其构件研制技术的研究，无论对十民用还是军用装备都具有重要的现实意义。

因此，研究开发一种方法可行、制备工艺简单、产品机械强度高以及隔热性能好的纳米多孔隔热材料的制备方法对于产品的工业化生产具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，制备方法简单可行，制备出的纳米多孔材料强度大、孔结构均匀、隔热性能好。

本发明采用的技术方案为：

一种纳米多孔高效隔热板的制备新方法，所述制备方法的具体工艺步骤为：

a、在纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物中加入遮光剂、增塑剂、干燥控制剂、分散剂、结合剂及调节干湿程度的试剂，高速搅拌至均匀混合；所述的纳米粉体与粉碎后纤维的混合物中，纳米粉体与纤维的质量比为1:0.03~0.25；所述遮光剂的加入量为纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物质量的0.5~25 %，所述增塑剂的加入量为纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物质量的0.5~10 %，所述干燥控制剂的加入量为纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物质量的0.1~5 %，所述分散剂的加入量为纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物质量的0.5~3 %，所述结合剂的加入量为纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物质量的5~50 %，所述调节干湿程度试剂的加入量为纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物质量的25~300%；

b、对步骤a得到的均匀混合的混合体采用干压成型或流延成型或挤压成型的方式成型，在干燥后的成型制品表面包覆反光材料的反射层，得到纳米多孔高效隔热板。

一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，所述的纳米粉体的粒径为10~200nm；所述的纳米粉体的材质可以为氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化镁中的一种；所述的纳米粉体的纯度为99%以上。

一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，所述的纤维为玻璃纤维、多晶纤维、高铝纤维中的一种或两种；粉碎后纤维的长度为100μm ~2mm。

一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，所述的遮光剂为常用的无机遮光剂中的一种，如氧化锌、氧化铁、二氧化钛、六钛酸钾。

一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸单乙基己酯、邻苯二甲酸二异癸酯、己二酸二己酯、癸二酸二丁酯、己二酸丙二醇聚酯中的一种或两种。

一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，所述的干燥控制剂为PEG600、PEG400、PEG500、甲酰胺、乙酰胺、甘油、乙二醇中的一种。

一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，所述的化学分散剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚氧乙烯烷基酰胺、二乙醇酰胺中的一种。

一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，所述的结合剂为聚乙烯醇、糊精、环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂型胶粘剂、硅橡胶型胶粘剂中的一种或两种。

一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，所述的调节干湿程度的试剂为乙醇、甲醇、丙酮、水、乙酸乙酯中的一种。

一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，所述的成型后的样品的厚度为1mm~20mm。

一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，所述成型后制品干燥的温度为20~60℃，相对湿度控制在40~90%。

一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，所述的反光材料为金属铝箔；厚度为0.1~0.5mm。

本发明的优点在于：制备方法简单可行，制备出的纳米多孔高效隔热板强度大、孔结构均匀、隔热性能好。

具体实施方式

实施例1

将1000g纳米氧化铝粉体加入到高速搅拌机中，在高速搅拌的过程中分别加入5g氧化锌、100g邻苯二甲酸二丁酯、1gPEG600、5g十二烷基硫酸钠、50g聚乙烯醇及250g乙醇，高速搅拌至均匀混合；把混合均匀的料装入做好的模具中，利用压机在10MPa压力下干压使其成型，成型后的样品的厚度为10mm；控制干燥条件，温度控制在20℃，相对湿度控制在40%，干燥后覆上0.1mm厚的铝箔，即可得到纳米多孔高效隔热板。

实施例2

利用高速搅拌机将30g玻璃纤维打碎，然后加入1000g纳米二氧化硅粉体，搅拌均匀；向搅拌均匀的纳米粉体和纤维的混合物里面在高速搅拌的过程中分别加入5g六钛酸钾、5g邻苯二甲酸单乙基己酯、50gPEG400、30g十六烷基硫酸钠、350g糊精及250g甲醇，高速搅拌至均匀混合；把混合均匀的料装入做好的模具中，利用压机在10MPa压力下干压使其成型，成型后的样品的厚度为10mm；控制干燥条件，温度控制在60℃，相对湿度控制在90%，干燥后覆上0.5mm厚的铝箔，即可得到纳米多孔高效隔热板。

实施例3

将1000g纳米二氧化硅粉体加入到高速搅拌机中，在高速搅拌的过程中分别加入5g二氧化钛、5g邻苯二甲酸二异癸酯、1gPEG500、5g十二烷基苯磺酸钠、50g环氧树脂及3000g水，高速搅拌至均匀混合，得到浆料；利用流延设备使其成型，成型后的样品的厚度为1mm；控制干燥条件，温度控制在20℃，相对湿度控制在90%，干燥后覆上0.1mm厚的铝箔，即可得到纳米多孔高效隔热板。

实施例4

利用高速搅拌机将250g多晶纤维打碎，然后加入1000g纳米氧化锆粉体，搅拌均匀；向纳米粉体和纤维的混合物里面在高速搅拌的过程中分别加入250g氧化铁、5g己二酸二己酯、1g甲酰胺、5g十六烷基三甲基溴化铵、50g丙烯酸树脂及250g丙酮，高速搅拌至均匀混合；把混合均匀的料倒入挤压机，在10MPa压力下使其成型，成型后的样品的厚度为1mm；控制干燥条件，温度控制在60℃，相对湿度控制在90%，干燥后覆上0.1mm厚的铝箔，即可得到纳米多孔高效隔热板。

实施例5

将1000g纳米氧化镁粉体加入到高速搅拌机中，在高速搅拌的过程中分别加入5g氧化锌、100g癸二酸二丁酯、1g乙酰胺、5g聚氧乙烯烷基酰胺、50g硅树脂型胶粘剂及250g乙酸乙酯，高速搅拌至均匀混合；把混合均匀的料装入做好的模具中，利用压机在10MPa压力下干压使其成型，成型后的样品的厚度为20mm；控制干燥条件，温度控制在20℃，相对湿度控制在40%，干燥后覆上0.1mm厚的铝箔，即可得到纳米多孔高效隔热板。

实施例6

利用高速搅拌机将30g高铝纤维打碎，然后加入1000g纳米氧化铝粉体，搅拌均匀；向纳米粉体和纤维的混合物里面在高速搅拌的过程中分别加入5g六钛酸钾、5g己二酸丙二醇聚酯、50g甘油、30g二乙醇酰胺、350g硅橡胶型胶粘剂及250g乙醇，高速搅拌至均匀混合；把混合均匀的料装入做好的模具中，利用压机在10MPa压力下干压使其成型；成型后的样品的厚度为20mm；控制干燥条件，温度控制在60℃，相对湿度控制在90%，干燥后覆上0.5mm厚的铝箔，即可得到纳米多孔高效隔热板。

实施例7

将1000g纳米氧化锆粉体加入到高速搅拌机中，在高速搅拌的过程中分别加入5g二氧化钛、5g邻苯二甲酸二异癸酯和邻苯二甲酸二丁酯的混合物、1g甲酰胺、5g十二烷基苯磺酸钠、50g环氧树脂和丙烯酸树脂的混合物及3000g乙二醇，高速搅拌至均匀混合得到浆料；利用流延设备使其成型；成型后的样品的厚度为1mm；控制干燥条件，温度控制在60℃，相对湿度控制在90%，干燥后覆上0.1mm厚的铝箔，即可得到纳米多孔高效隔热板。

实施例8

利用高速搅拌机将100g多晶纤维和150g玻璃纤维打碎，然后加入1000g纳米氧化锆粉体，搅拌均匀；向纳米粉体和纤维的混合物里面在高速搅拌的过程中分别加入250g氧化铁、5g己二酸二己酯、1g乙二醇、5g十六烷基三甲基溴化铵、50g丙烯酸树脂及250g丙酮，高速搅拌至均匀混合；把混合均匀的料倒入挤压机，在10MPa压力下使其成型；成型后的样品的厚度为20mm；控制干燥条件，温度控制在60℃，相对湿度控制在90%，干燥后覆上0.1mm厚的铝箔，即可得到纳米多孔高效隔热板。

Claims

1.一种纳米多孔高效隔热板的制备方法，其特征在于：所述制备方法的具体工艺步骤为：

a、在纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物中加入遮光剂、增塑剂、干燥控制剂、分散剂、结合剂及调节干湿程度的试剂，高速搅拌至均匀混合；所述的纳米粉体与粉碎后纤维的混合物中，纳米粉体与纤维的质量比为1:0.03~0.25；所述遮光剂的加入量为纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物质量的0.5~25 %，所述增塑剂的加入量为纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物质量的0.5~10 %，所述干燥控制剂的加入量为纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物质量的0.1~5 %，所述分散剂的加入量为纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物质量的0.5~3 %，所述结合剂的加入量为纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物质量的5~50 %，所述调节干湿程度试剂的加入量为纳米粉体或纳米粉体与粉碎后纤维的混合物质量的25~300 %；

2.按照权利要求1所述的纳米多孔高效隔热板的制备方法，其特征在于：所述的纳米粉体的粒径为10~200nm；所述的纳米粉体的材质可以为氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化镁中的一种；所述的纳米粉体的纯度为99%以上。

3.按照权利要求1所述的纳米多孔高效隔热板的制备方法，其特征在于：所述的纤维为玻璃纤维、多晶纤维、高铝纤维中的一种或两种；粉碎后纤维的长度为100μm~2mm。

4.按照权利要求1所述的纳米多孔高效隔热板的制备方法，其特征在于：所述的遮光剂为常用的无机遮光剂中的一种，如氧化锌、氧化铁、二氧化钛、六钛酸钾。

5.按照权利要求1所述的纳米多孔高效隔热板的制备方法，其特征在于：所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸单乙基己酯、邻苯二甲酸二异癸酯、己二酸二己酯、癸二酸二丁酯、己二酸丙二醇聚酯中的一种或两种。

6.按照权利要求1所述的纳米多孔高效隔热板的制备方法，其特征在于：所述的干燥控制剂为PEG600、PEG400、PEG500、甲酰胺、乙酰胺、甘油、乙二醇中的一种。

7.按照权利要求1所述的纳米多孔高效隔热板的制备方法，其特征在于：所述的化学分散剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚氧乙烯烷基酰胺、二乙醇酰胺中的一种。

8.按照权利要求1所述的纳米多孔高效隔热板的制备方法，其特征在于：所述的结合剂为聚乙烯醇、糊精、环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂型胶粘剂、硅橡胶型胶粘剂中的一种或两种。

9.按照权利要求1所述的纳米多孔高效隔热板的制备方法，其特征在于：所述的调节干湿程度的试剂为乙醇、甲醇、乙二醇、丙酮、水、乙酸乙酯中的一种。