CN104513050A - 一种无机纤维隔热材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无机纤维隔热材料的制备方法，其工艺步骤是：将预烧后的无机纤维浸入浆料内进行加压或真空条件处理，再将浸渍后的纤维置于模具中加压成型，最后经干燥处理后而制得。其中所使用的浸渍浆料由下列重量配比的原料组成：10~50wt.%无机结合剂，0.1~10wt.%添加剂以及20~95wt.%水。无机结合剂是硅溶胶或其它以硅为主要元素的无机结合剂和铝溶胶两种，或其中任意一种。添加剂是钛白粉和六钛酸钾晶须两种，或其中任意一种。本发明所制备的无机纤维隔热材料操作简便、成本低，可使用机械设备进行切、削、钻等加工，也可制成其它异型制品，制品内外强度分布均匀，施工方便，高温使用性能好。

Description

一种无机纤维隔热材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷纤维隔热材料领域。

背景技术

随着社会经济的高速发展，全球能源消耗急剧上升，能源紧缺己成为世界范围性的问题。隔热材料作为能源节约最有效的措施之一，已得到充分关注和广泛研究。在工业中采用良好的隔热材料有利于减少产品能耗，降低生产成本，增长设备使用寿命等，具有可观的社会经济效益。在军工及航空航天领域，其器件使用环境苛刻，要求其热防护系统不仅具有高效的隔热性能，还必须具备耐更高温、高可靠性及轻质高效等特征。因此，开展耐高温、高效隔热的复合隔热材料的研究，无论对于民用还是军用装备都具有重要的现实意义。

目前，根据国内外隔热材料研究的发展现状，隔热性能最好的属于纳米SiO2气凝胶及在此基础上制备的复合体系。但其制备过程复杂，工艺难于控制，难于批量生产，且力学性能较差。另外，无机纤维及其复合制品也能够达到较优异的隔热性能，并且产品易于成型，可制成毡状或纸状，实用性较强。但由于有机粘结剂的使用，一定温度下有机粘结剂的分解和烧失会造成使用环境的恶化，力学性能严重下降或完全丧失。

传统的陶瓷纤维板对一定波段内的红外线不具遮挡能力，因此，这一波段的辐射热能量将几乎穿过隔热板。在高温条件下，相对于骨架引起的固相传导和材料内部的气体分子碰撞引起的气相传导来说，气凝胶的辐射热传导在总热导率中占有相当大的比例。当作为隔热材料在高温环境中，尤其是冷热面温差大于 100℃时，其热导率将大大增加。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术中的不足之处而提供一种无机纤维隔热材料的制备方法。该方法工艺简单，操作方便，成本低，所得产品可以是异型件且具有机械性能好，施工方便，保温隔热综合性能优异等特点。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的：一种无机纤维隔热材料，由预烧后的无机纤维浸入浆料内进行加压或抽真空条件处理，再将浸渍后的纤维置于模具中加压成型，最后经干燥处理后制备而成。

其中，无机纤维是硅酸铝纤维棉、纤维纸、纤维布、纤维毯、纤维毡或玻璃纤维。

其中，浸渍浆料是由无机结合剂、添加剂以及水组成，其重量配比为：10~50wt.% 无机结合剂， 0.1~10wt.% 添加剂以及20~95wt.% 水。

其中，无机结合剂为硅溶胶或其它以硅为主要元素的无机结合剂和铝溶胶两种，或其中任意一种。

其中，在于添加剂为钛白粉和六钛酸钾晶须两种，或其中任意一种。

一种制备上述无机纤维隔热材料的制作方法，其工艺步骤为：

（1）无机纤维的预烧：将硅酸铝纤维材料作为基材，在300~500℃下进行预烧；

（2）浆料制备：将无机结合剂、添加剂以及水相互混合，搅拌均匀制成浆料；

（3）吸浆浸渍处理：将预烧后的纤维材料浸入浆料内，同时辅以真空条件、加压、超声波振荡或机械振动确保纤维充分吸收浆料；

（4）成型：将吸浆浸渍处理后的纤维置于不同形状的模具中，再施与一定压力成型；

（5）干燥：将成型后的纤维制品及模具置于90~150℃下脱水干燥，干燥优先选择微波干燥；

（6）脱模：脱掉模具，即可得到成品。

该方法具有工艺简单，操作方便，成本低等优点。

具体实施方式

实施例1：取2Kg硅溶胶、0.01Kg钛白粉以及2Kg水，进行充分搅拌混合制成浆料；然后将500℃预烧后的硅酸铝纤维浸入混合浆料中，同时辅以0.01MPa的真空条件；随后利用模具对吸浆浸渍处理后的硅酸铝纤维进行人工加压成型获得不同尺寸、形貌的纤维制品；再将成型后的纤维制品连同模具一起在110℃下干燥脱水处理；最后脱掉模具，即可得到本发明所述的无机纤维隔热材料。

实施例2：取1Kg铝溶胶、0.02Kg钛白粉以及3Kg水，进行充分搅拌混合制成浆料，然后将300℃预烧后的玻璃纤维浸入混合浆料中，同时辅以0.01MPa的真空条件以及机械振动处理，随后利用模具对吸浆浸渍处理后的玻璃纤维进行人工加压成型获得不同尺寸、形貌的纤维制品；再将成型后的纤维制品连同模具一起在100℃下干燥脱水处理；最后脱掉模具，即可得到本发明所述的无机纤维隔热材料。

实施例3：取1Kg硅溶胶、1Kg铝溶胶、0.01Kg钛白粉以及2Kg水，进行充分搅拌混合制成浆料，然后将500℃预烧后的硅酸铝纤维浸入混合浆料中，同时辅以0.01MPa的真空条件以及超声波振荡处理，随后利用模具对吸浆浸渍处理后的玻璃纤维进行人工加压成型获得不同尺寸、形貌的纤维制品；再将成型后的纤维制品连同模具一起在120℃下干燥脱水处理；最后脱掉模具，即可得到本发明所述的无机纤维隔热材料。

Claims (6)

1.一种无机纤维隔热材料，由预烧后的无机纤维浸入浆料内进行加压或抽真空条件处理，再将浸渍后的纤维置于模具中加压成型，最后经干燥处理后制备而成。

2.根据权利要求1所述的无机纤维隔热材料，其特征在于无机纤维是硅酸铝纤维棉、纤维纸、纤维布、纤维毯、纤维毡或玻璃纤维。

3.根据权利要求1所述的无机纤维隔热材料，其特征在于浸渍浆料是由无机结合剂、添加剂以及水组成，其重量配比为：10~50wt.% 无机结合剂，0.1~10wt.% 添加剂以及20~95wt.% 水。

4.根据权利要求3所述的无机纤维隔热材料，其特征在于无机结合剂为硅溶胶或其它以硅为主要元素的无机结合剂和铝溶胶两种，或其中任意一种。

5.根据权利要求3所述的无机纤维隔热材料，其特征在于添加剂为钛白粉和六钛酸钾晶须两种，或其中任意一种。

6.一种无机纤维隔热材料的制备方法，其特征在于：一种制备权利要求1至5中任一项所述的无机纤维隔热材料的制作方法，其工艺步骤为：

（1）无机纤维的预烧：将硅酸铝纤维材料作为基材，在300~500℃下进行预烧；

（2）浆料制备：将无机结合剂、添加剂以及水相互混合，搅拌均匀制成浆料；

（3）吸浆浸渍处理：将预烧后的纤维材料浸入浆料内，同时辅以真空条件、加压、超声波振荡或机械振动确保纤维充分吸收浆料；

（4）成型：将吸浆浸渍处理后的纤维置于不同形状的模具中，再施与一定压力成型；

（5）干燥：将成型后的纤维制品及模具置于90~150℃下脱水干燥，干燥优先选择微波干燥；

（6）脱模：脱掉模具，即可得到成品。