CN102942353A - 用于深冷的纳米孔绝热材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于深冷的纳米孔绝热材料及其制备方法，属于无机绝热材料领域。首先将增强纤维短切成短切纤维，再取二氧化硅和短切纤维进行机械融合和预压，最后将形成的纳米孔板用铝塑复合包装膜包装，得到成品用于深冷的纳米孔绝热材料。本发明材料及制备方法提供了一种超低导热系数，能免去复杂生产工艺，并易于成型、易于施工的纳米孔绝热材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于深冷的纳米孔绝热材料及其制备方法，特别是涉及一种用于深冷、具有纳米孔结构的绝热材料的制备方法，属于无机绝热材料领域。
背景技术
常用的绝热材料一般分为有机、无机及金属材料三类。无机类绝热材料应用在保冷工程中，其存在导热系数高、吸湿率高、对防潮层的要求也较高；因此，一般在保冷材料的选择上，首选有机类材料。因其具有较低的导热系数和容重轻、吸湿率低的特点，但存在强度低、耐超低温性能差（一般在≥-100℃）、易燃，燃烧后分解出有毒气体，不利于环保和安全的要求。以上二类材料的导热系数都无法做到低于静止空气的导热系数。随着科技的发展与进步，一种新颖的绝热材料——纳米孔硅气凝胶绝热材料，近年来逐步得到广泛应用。它具有超低的导热系数，常温下导热系数≤0.022W/m·k，但由于其制备工艺复杂，成本高，以及其制品强度低、施工性差，限制了它的应用。本发明材料及制备方法提供了一种超低导热系数，能免去复杂生产工艺，并易于成型、易于施工的纳米孔绝热材料。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种能免去复杂生产工艺，并易于成型、易于施工的纳米孔绝热材料。
按照本发明提供的技术方案，用于深冷的纳米孔绝热材料，配方比例按重量份计如下：二氧化硅60~90份、增强纤维10~40份、铝塑复合包装膜0.01~0.5份；
首先将增强纤维短切成短切纤维，再取二氧化硅和短切纤维进行机械融合和预压，最后将形成的纳米孔板用铝塑复合包装膜包装，得到成品用于深冷的纳米孔绝热材料。
所述二氧化硅为纳米级二氧化硅，具体为比表面积≥150㎡/g的气相法白炭黑。
所述增强纤维为无碱玻璃、玄武岩、高硅氧的连续纤维。
所述增强纤维直径7~13μm。
所述铝塑复合包装膜为超高分子量，即100~400万的PE膜与铝箔复合包装膜。
所述用于深冷的纳米孔绝热材料的制备方法，按重量份计步骤如下：
（1）短切：首先取10~40份增强纤维短切成长度为3~10㎜的短切纤维；
（2）机械融合：取二氧化硅60~90份、步骤（1）制备的短切纤维投入纳米包覆机中，进行机械融合，转速500~1000r/min，时间5~10min；
（3）预压：将步骤（2）融合后的物料放入模具中，在液压机上进行预压成薄板，压力0.2~1.0MPa，压成的薄板厚度5~10㎜，密度200~300㎏/m3；
（4）包装：将成形后的纳米孔板，放入0.01~0.5份铝塑复合包装膜中，进行真空包装，真空度≥650mmHg，即得产品用于深冷的纳米孔绝热材料。
得到产品用于深冷的纳米孔绝热材料：密度200~300kg/m3，常温下导热系数≤0.020W/m·k，适用温度-200℃~80℃。
本发明具有如下优点：1、纳米二氧化硅与增强纤维复合后，使得形成后的板具有较高的强度和弯曲性。
2、纳米孔绝热材料在200-300kg/m3密度时经PE复合膜真空封装后在制品受压变形和弯曲时受到真空负压的挤压，纳米绝热板不会产生裂缝，大大提高制品的可塑性和施工性，保证了制品的绝热效果。
3、由于超高分子量的PE膜具有极好的耐低温性，与铝箔复合具有最佳的密封性，因此用于深冷场合彻底阻断了空气进入绝热材料，避免了凝露的发生，保证工作层的正常运行，可简化工作层的防潮设计。
4、此工艺简单，低耗能，容易实现规模化生产。
具体实施方式
实施例1
（1）短切：首先取10份增强纤维短切成长度为3㎜的短切纤维；
（2）机械融合：取二氧化硅60份、步骤（1）制备的短切纤维投入纳米包覆机中，进行机械融合，转速500r/min，时间5min；
（3）预压：将步骤（2）融合后的物料放入模具中，在液压机上进行预压成薄板，压力0.2MPa，压成的薄板厚度5㎜，密度200㎏/m3；
（4）将成形后的纳米孔板，放入0.01~0.5份铝塑复合包装膜中，进行真空包装，真空度≥650mmHg，即得产品用于深冷的纳米孔绝热材料。
所述二氧化硅为纳米级二氧化硅，具体为比表面积≥150㎡/g的气相法白炭黑。
所述增强纤维为无碱玻璃。所述增强纤维直径7μm。
所述铝塑复合包装膜为超高分子量，即平均分子量100万的PE膜与铝箔的复合包装膜。
实施例2
（1）短切：首先取40份增强纤维短切成长度为10㎜的短切纤维；
（2）机械融合：取二氧化硅90份、步骤（1）制备的短切纤维投入纳米包覆机中，进行机械融合，转速1000r/min，时间10min；
（3）预压：将步骤（2）融合后的物料放入模具中，在液压机上进行预压成薄板，压力1.0MPa，压成的薄板厚度10㎜，密度300㎏/m3；
（4）将成形后的纳米孔板，放入0.5份铝塑复合包装膜中，进行真空包装，真空度≥650mmHg，即得产品用于深冷的纳米孔绝热材料。
所述二氧化硅为纳米级二氧化硅，具体为比表面积≥150㎡/g的气相法白炭黑。
所述增强纤维为玄武岩。所述增强纤维直径13μm。
所述铝塑复合包装膜为超高分子量，即平均分子量200万的PE膜与铝箔复合包装膜。
实施例3
（1）短切：首先取20强纤维短切成长度为8的短切纤维；
（2）机械融合：取二氧化硅60~90份、步骤（1）制备的短切纤维投入纳米包覆机中，进行机械融合，转速800min，时间8min；
（3）预压：将步骤（2）融合后的物料放入模具中，在液压机上进行预压成薄板，压力0.6MPa，压成的薄板厚度8㎜，密度250㎏/m3；
（4）将成形后的纳米孔板，放入0.01~0.5份铝塑复合包装膜中，进行真空包装，真空度≥650mmHg，即得产品用于深冷的纳米孔绝热材料。
所述二氧化硅为纳米级二氧化硅，具体为比表面积≥150㎡/g的气相法白炭黑。
所述增强纤维为高硅氧的连续纤维。所述增强纤维直径10μm。
所述铝塑复合包装膜为超高分子量，即平均分子量200万的PE膜与铝箔复合包装膜。
Claims (7)
1.用于深冷的纳米孔绝热材料，其特征是配方比例按重量份计如下：二氧化硅60~90份、增强纤维10~40份、铝塑复合包装膜0.01~0.5份；
首先将增强纤维短切成短切纤维，再取二氧化硅和短切纤维进行机械融合和预压，最后将形成的纳米孔板用铝塑复合包装膜包装，得到成品用于深冷的纳米孔绝热材料。
2.如权利要求1所述用于深冷的纳米孔绝热材料，其特征是：所述二氧化硅为纳米级二氧化硅，具体为比表面积≥150㎡/g的气相法白炭黑。
3.如权利要求1所述用于深冷的纳米孔绝热材料，其特征是：所述增强纤维为无碱玻璃、玄武岩或高硅氧的连续纤维。
4.如权利要求3所述用于深冷的纳米孔绝热材料，其特征是：所述增强纤维直径为7~13μm。
5.如权利要求1所述用于深冷的纳米孔绝热材料，其特征是：所述铝塑复合包装膜为超高分子量，即100~400万的PE膜与铝箔的复合包装膜。
6.权利要求1所述用于深冷的纳米孔绝热材料的制备方法，其特征是：按重量份计步骤如下：
（1）短切：首先取10~40份增强纤维短切成长度为3~10mm的短切纤维；
（2）机械融合：取二氧化硅60~90份、步骤（1）制备的短切纤维投入纳米包覆机中，进行机械融合，转速500~1000r/min，时间5~10min；
（3）预压：将步骤（2）融合后的物料放入模具中，在液压机上进行预压得到纳米孔板，压力0.2~1.0MPa，压成的薄板厚度5~10㎜，密度200~300㎏/m3；
（4）包装：将成形后的纳米孔板，放入0.01~0.5份铝塑复合包装膜中，进行真空包装，真空度≥650mmHg，即得产品用于深冷的纳米孔绝热材料。
7.如权利要求6所述用于深冷的纳米孔绝热材料的制备方法，其特征是：得到产品用于深冷的纳米孔绝热材料：密度200-300kg/m3，常温下导热系数≤0.020W/m·k，适用温度-200℃~80℃。
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| CN106739383A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-31 | 湖北硅金凝节能减排科技有限公司 | 一种纳米多孔二氧化硅气凝胶保冷毡的制备方法 |
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