CN106495650A - 一种纳米介孔超效隔热保温材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种纳米介孔超效隔热保温材料及其制备方法，是通过纳米二氧化硅微颗粒、玻璃纤维毡、助剂和催化剂经特殊工艺复合而成，其形状呈片状或板状。该材料分子间隙很小，自身孔径小于空气分子的自由程70nm，使空气分子处于静止状态，从而有效地抑制了热对流传热，在工艺流程中加入对红外线不透明的添加剂，从而有效地抑制了热辐射传热导；另外加上该材料导热系数极低(仅为0.02W/(m·K))，通过这三种方式达到超级保温的效果。该材料主要用于包裹设备、管道或器皿减少温度的损失。其特征是：使用厚度薄、防火等级A级不燃、憎水性优越、抗压性强、柔韧性强、施工方便、使用寿命长；其制备方法简单，设备投入少、能耗低、零排放、生产效率高。

Description

一种纳米介孔超效隔热保温材料及其制备方法

◆所属技术领域

本发明涉及一种超高效、高环保的纳米介孔隔热保温材料，尤其是能在极热、极冷领域应用保温效果非常良好，具体的说是一种纳米介孔超效隔热保温材料及其制备方法。

◆背景技术

我国能源问题日趋严峻，受国家节能战略的影响，我国对新型的纳米保温材料需求越来越旺盛。最近国务院发布有关节约能源管理法规、设备及管道保温与保冷通则、民用建筑节能设计标准等文件，使我国节能工作步入常态化、法规化、规范化轨道，大大有利于推动我国绝热、隔热材料行业的进步，使得对高性能隔热保温材料的需求变得极为迫切。

目前，常用的保温材料主要为：岩棉类、玻璃棉类、橡塑棉类、聚乙烯类、复合硅酸盐类、硅酸铝类等保温材料。其中岩棉类、玻璃棉类、硅酸铝类保温材料比较耐高温，但保温效果不好，通常会采用非常厚的材料才能达到一定的保温效果；橡塑棉类、聚乙烯类保温材料虽保温效果好，但不耐高温、不能阻燃、不能防水，尤其是用于建筑领域在安全方面大大折扣，另外遇水会塌陷失效从而丧失或降低保温功能，达不到节能保温的效果。

另外常规保温效果较好的材料如：硅酸钙类保温材料导热系数为0.06W/(m·K)，最高使用温度650℃；膨胀珍珠岩保温材料导热系数为0.04-0.072W/(m·K)，最高使用温度800℃；聚氨酯保温材料导热系数为0.027W/(m·K)，最高使用温度130℃；这些材料虽然保温效果非常好，但是因为使用温度局限、抗压性差、阻燃性差、憎水性差等原因，在众多领域的使用受到限制。

像常规的保温材料都存在着种种缺陷，这些材料防火性能差、遇水失效，因此在应用功能上存在众多问题。

◆发明内容

本发明目的在于克服常规保温材料在保温领域类应用的不足，提供一种高性能、高环保的纳米介孔超效隔热保温材料，以满足国家对节能环保的战略要求。本发明的另一目的是提供了一种纳米介孔超效隔热保温材料的制备方法。

1.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

(1)一种纳米介孔超效隔热保温材料是用导热系数极低的原料复合而成，且自身导热系数也极低(仅为0.02W/(m·K))，从而大大抑制了热传递；

(2)一种纳米介孔超效隔热保温材料是通过二氧化硅纳米微颗粒复合而成，材料分子间的间隙很小，使得该材料本身孔径小于空气分子的自由程70nm，使空气分子处于静止状态，从而有效地抑制了热对流传热；

(3)一种纳米介孔超效隔热保温材料，在工艺流程中加入对红外线不透明的添加剂，从而有效地抑制了热辐射、传热导，通过这三种方式达到超级保温的效果。

2.本发明的有益效果是：

(1)该纳米介孔超效隔热保温材料导热系数极低(仅为0.02W/(m·K))，是传统材料的1/5-1/3，可使用常规保温材料厚度1/5-1/3，便能达到同样的保温效果；

(2)防火等级高：具备建筑A级防火，在1100℃不燃，高温测试不烫手，不发黄不冒烟，材料本身结构不会改变，且高温下不产生有毒有害气体；

(3)防水性强，憎水性优越(避免了潮湿环境下隔热性能下降)，该材料长期水中浸泡，不塌陷、不变形、不吸水；

(4)绿色环保：所有原料均无毒、无害，生产过程零排放、无有毒气体产生；

(5)使用寿命长：原料无腐蚀性物质，在建筑保温应用领域，可以与建筑同寿命；

(6)施工方便：该产品柔韧性强、抗拉伸、抗压，长期使用不变形，柔性卷材，轻易包覆；

(7)运输成本低：该产品密度均匀，体积小，重量轻。

◆具体实施方式

以下提供本发明的一种纳米介孔超效隔热保温材料及具体实施方式：

1.原料：

(1)纳米二氧化硅微颗粒；

(2)玻璃纤维毡；

(3)红外遮蔽剂如：碳黑、二氧化钛；

(4)催化剂。

2.制备方法：

(1)将纳米二氧化硅为颗粒、孔调控物质、催化剂、溶剂按一定比例充分搅拌均匀成混合物；

(2)将混合物静置后干燥，制得孔径分布窄的超效纳米二氧化硅绝热颗粒；

(3)用均匀分散技术将超效纳米二氧化硅绝热颗粒与玻璃纤维毡复合，经高温烧结制得纤维绝热复合材料；

(4)将纤维绝热复合材料浸渍粘合剂经干燥后处理，即可制得纳米介孔超效隔热保温材料。

Claims (5)

1.一种纳米介孔超效隔热保温材料及其制备方法，是通过二氧化硅纳米微颗粒、玻璃纤维毡、助剂和催化剂经过特殊工艺复合而成，其特征是：该材料导热系数极低(仅为0.02W/(m·K))，防火等级A级不燃、憎水性优越、抗压性强、柔韧性强、施工方便、使用寿命长；其制备方法简单，设备投入少、能耗低、零排放、生产效率高。

2.根据权利要求1所述的一种纳米介孔超效隔热保温材料及其制备方法，其特征是：该材料可以用于特高温保温领域及建筑领域不燃烧、高温不产生有害物质。

3.根据权利要求1所述的一种纳米介孔超效隔热保温材料及其制备方法，其特征是：用于室外管道保温领域遇水不降低保温性能。

4.根据权利要求1所述的一种纳米介孔超效隔热保温材料及其制备方法，其特征是：该材料使用寿命长，用于建筑领域可以与建筑物同寿命。

5.根据权利要求1所述的一种纳米介孔超效隔热保温材料及其制备方法，其特征是：该材料施工方便，包裹实施简单，提高工作效率。