CN108314415A - 一种电解铝行业专用纳米隔热板及其制备方法 - Google Patents

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洪波
何嵩
詹仕凌
谢卓君
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Guizhou Innovation Light Metal Processing Equipment Engineering Technology Research Center Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种电解铝行业专用纳米隔热板，其特征在于：纳米二氧化硅、遮光剂、增强纤维和无机氟化物的质量比为100：（10~35）：（5~10）：（5~20）。本发明的电解铝行业专用纳米隔热板添加部分无机氟化物作为反应阻隔剂，将阻隔剂均匀地分散在纳米隔热材料中，可大大延缓氟化硅的生成速率，提高纳米隔热材料在电解槽中的使用寿命（通过溶体中氟化硅的含量来衡量）。在铝电解过程中测试90天，隔热板中未添加无机氟化物的，检测出的氟化硅成分明显大于隔热板中添加无机氟化物的。

Description

一种电解铝行业专用纳米隔热板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电解铝行业专用纳米隔热板及其制备方法，属于隔热板制备技术领域。
背景技术
国内已有多项纳米微孔隔热材料的技术发明，其成分大多采用纳米二氧化硅、遮光剂、增强纤维等物料，经压制成型后可起到高效的隔热保温效果，但是由于电解铝行业在生产中需要在电解槽中添加冰晶石等原料，生产过程中会挥发部分氟化物，而氟化物将与纳米隔热材料的主成分纳米二氧化硅反应生成氟化硅等物质，会改变纳米二氧化硅的粒径和成分，影响纳米隔热材料的使用寿命及隔热效果。因而传统的纳米隔热材料配方及生产技术并不能适用于电解铝行业。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种电解铝行业专用纳米隔热板及其制备方法，可以解决现有纳米微孔隔热材料在电解铝行业中存在的使用寿命短及隔热效果差的问题。
本发明的技术方案是：一种电解铝行业专用纳米隔热板，纳米二氧化硅、遮光剂、增强纤维和无机氟化物的质量比为100：(10～35)：(5～10)：(5～20)。
所述无机氟化物的含量占总固体物料质量的5％～20％。
所述无机氟化物为氟化铝、氟化钠或氟化钾中的一种或两种以上的组合。
所述增强纤维为玻璃纤维、高硅氧玻璃纤维、陶瓷纤维、莫来石纤维或玄武岩纤维中的一种或两种以上的组合。
所述遮光剂为碳化硅、二氧化钛、氧化锆、硅酸锆、炭黑或六钛酸钾。
所述的电解铝行业专用纳米隔热板的制备方法，包括如下步骤：(1)将按比例称好的纳米气相二氧化硅、红外辐射遮光剂、增强纤维和无机氟化物搅拌分散得到混合料；(2)将所述混合料送入压机里的模具中；(3)将所述模具中的所述混合料以60～200吨/平方米的压强压制成纳米隔热板。
本发明的有益效果：本发明的电解铝行业专用纳米隔热板添加部分无机氟化物作为反应阻隔剂，将阻隔剂均匀地分散在纳米隔热材料中，可大大延缓氟化硅的生成速率，提高纳米隔热材料在电解槽中的使用寿命(通过溶体中氟化硅的含量来衡量)。在铝电解过程中测试90天，隔热板中未添加无机氟化物的，检测出的氟化硅成分明显大于隔热板中添加无机氟化物的。
无机氟化物的添加比例如果小于5％则延缓氟化硅生成速率、提高纳米隔热板使用寿命的作用并不明显。无机氟化物的添加比例如果大于20％，则隔热板的保温性能会降低。
具体实施方式
实施例：
将纳米二氧化硅、遮光剂、增强纤维和氟化铝以100：10：5：15的比例(质量比)依次投入搅拌机内进行干法搅拌，搅拌均匀后，得到混合料。打开搅拌机的下料阀，混合料送入压机的模具中。对混合料施加30～120吨/平方米的压强，压制成板状的隔热板。在隔热板被压制到指定厚度的时候，保压1～3分钟。
在本实施例中，遮光剂采用硅酸锆。在其它实施例中，遮光剂还可以采用硅酸锆、六钛酸钾、碳化硅、二氧化钛、氧化锆或炭黑中的一种或两种以上的组合。
在本实施例中，增强纤维采用玻璃纤维。在其它实施例中，增强纤维还可以采用玻璃纤维、高硅氧玻璃纤维、陶瓷纤维、莫来石纤维或玄武岩纤维的一种或两种以上的组合。
在本实施例中，无机氟化物采用氟化铝。在其它实施例中，还可以采用氟化铝、氟化钠或氟化钾中的一种或两种以上的组合。
在其它实施例中，将混合料送入模具中，还可以采用真空吸入等其它方式。
在本实施例中，纳米二氧化硅、遮光剂和增强纤维的比例(质量比)为100：10：5。在其它实施例中，纳米二氧化硅、遮光剂和增强纤维的比例(质量比)可以为100：10～35：5～10。
在铝电解过程中测试90天，隔热板中未添加无机氟化物的，检测出的氟化硅成分为6％；隔热板中添加无机氟化物的，检测出的氟化硅成分及90天后导热系数见下表。
表1：
由表1可见，添加部分氟化物将有效降低电解槽运行过程中槽内氟化物对纳米微孔隔热材料的侵蚀，延长纳米隔热材料在电解槽内的使用寿命，提高纳米隔热材料的性能稳定性。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电解铝行业专用纳米隔热板，其特征在于：纳米二氧化硅、遮光剂、增强纤维和无机氟化物的质量比为100：（10~35）：（5~10）：（5~20）。
2.根据权利要求1所述的一种电解铝行业专用纳米隔热板，其特征在于：所述无机氟化物的含量占总固体物料质量的5%~20%。
3.根据权利要求1所述的一种电解铝行业专用纳米隔热板，其特征在于：所述无机氟化物为氟化铝、氟化钠或氟化钾中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的一种电解铝行业专用纳米隔热板，其特征在于：所述增强纤维为玻璃纤维、高硅氧玻璃纤维、陶瓷纤维、莫来石纤维或玄武岩纤维中的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1所述的一种电解铝行业专用纳米隔热板，其特征在于：所述遮光剂为碳化硅、二氧化钛、氧化锆、硅酸锆、炭黑或六钛酸钾。
6.如权利要求1-5所述的电解铝行业专用纳米隔热板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）将按比例称好的纳米气相二氧化硅、红外辐射遮光剂、增强纤维和无机氟化物搅拌分散得到混合料；（2）将所述混合料送入压机里的模具中；（3）将所述模具中的所述混合料以60~200吨/平方米的压强压制成纳米隔热板。
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