CN109369143A - 一种高强度纳微米级微孔隔热材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强度纳微米级微孔隔热材料，其构成组分及重量百分比分别为：工业超细硅灰50～95％；纳米级的二氧化硅粉末4～35％；反红外辐射粉末0.5～25％；增强无机纤维0.2～15％；增强有机纤维0～5％，将各组分混合后压制成隔热板，在隔热板的两个表面粘贴无纺布。本发明制得的纳微米级微孔隔热材料，其密度在350～800Kg/m3,10％压缩的常温抗压强度为0.30MPa以上，500℃煅烧1小时后10％压缩的抗压强度≥1.0MPa以上，导热系数在600℃时0.055～0.085W/mK。

Description

一种高强度纳微米级微孔隔热材料
技术领域
本发明属于隔热保温材料领域，涉及一种高强度纳微米级微孔隔热材料。
背景技术
现有的纳米级微孔隔热材料采用单一的气相二氧化硅或者气凝胶纳米粉料为主要原料，添加一些反红外辐射细粉末，再辅以增强纤维做强度补充，这种配方做成的隔热材料性能好，但是，由于气相二氧化硅的原来成本昂贵，使得最终的产品成本很高，同时，其产品的密度小(≤350Kg/m3),抗压强度低(10％压缩下0.2～0.25MPa)，有许多要求强度高的领域难以推广应用。
市场上也有采用纳微米级微粉，比如采用少量硅灰细粉料做原料，然后添加增强纤维制作成隔热材料，这类配方的材料导热系数600℃热面时为0.09W/mK，这个导热系数仍然偏大。
发明内容
本发明的目的是克服现有纳米级微孔隔热材料和纳微米级微粉的不足，采用纳微米级的硅灰和优异高温红外辐射的粉料复合，提供一种高强度的纳微米级微孔的隔热材料，该隔热材料较低的导热系数，同时又具有较高的抗压强度。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种高强度纳微米级微孔隔热材料，其构成组分及重量百分比分别为：
工业超细硅灰50～95％
纳米级的二氧化硅粉末4～35％
反红外辐射粉末0.5～25％
增强无机纤维0.2～15％
增强有机纤维0～5％。
而且，所述的工业超细硅灰的重量百分比为80～85％。
而且，所述的工业超细硅灰的比表面积为20～55m2/g，平均粒径低于0.01～0.4微米。
而且，所述纳米级二氧化硅粉末为气相二氧化硅和或者气凝胶纳米粉末，比表面积为120～500m2/g，原生粒子粒径为6～25纳米。
而且，所述的反红外辐射粉末为微米级的碳化硅粉末、微米级的硅酸锆粉末中的一种或两种组合使用。
而且，所述微米级的碳化硅粉末颗粒直径为0.5～5微米，所述微米级的硅酸锆粉末颗粒直径为0.4～6微米。
而且，所述增强有机纤维为聚丙烯纤维，熔化温度105～120度，直径10～60微米，长度4～15毫米。
而且，所述增强无机纤维为硅酸铝纤维、高硅氧纤维、玄武岩纤维、无碱玻璃纤维、氧化铝纤维的一种或两种以上的组合物，直径3.5～15微米，长度为5～20毫米。
而且，将各组分混合后压制成隔热板，在隔热板两面粘贴有机或无机的无纺布，无纺布的厚度0.1～0.8mm，然后，还可以在贴有无纺布基础上再包裹铝箔保护层，或者贴有无纺布的板直接装入塑料袋中抽成真空包装，大幅度提高产品的抗折强度。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明采用大量的纳微米级的硅灰，配合少量的纳米级二氧化硅粉末，再配以不同长度的2～3种短纤维，添加了高温反红外辐射粉末，使得生产出来的产品纳微米级微孔隔热材料低，产品的抗压强度好，解决普通纳米微级微孔隔热材料的密度低，抗压强度低的问题。
2、本发明采用的生产的产品密度大(密度在350～800Kg/m3)，抗压强度高(常温下10％压缩强度≥0.30MPa，500℃煅烧1小时后10％压缩强度≥1.0MPa)，适合于压力高的场合应用。
3、本发明加入微米级的碳化硅和或硅酸锆细粉，用于提供高温下的反红外辐射线，改善产品的隔热性能，其导热系数在600℃时0.050～0.078W/mK，比传统隔热材料低许多。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
实施例1：
一种纳微米级微孔隔热材料，其构成组分及重量百分比分别为：
制备方法是：
将上述工业超细硅灰、纳米级二氧化硅粉末、微米级碳化硅粉末与增强用纤维按重量配比混合搅拌均匀，加压成型，得到密度350～550Kg/m3，常温10％压缩抗压抗压强度0.3MPa，500℃煅烧后10％压缩抗压强度1.0MPa,导热系数在600℃时0.050～0.055W/mK。
实施例2：
一种纳微米级微孔隔热材料，其构成组分及重量百分比分别为：
将上述将纳微米级二氧化硅工业超细硅灰、纳米级二氧化硅粉末、微米级硅酸锆粉末、增强纤维按重量配比混合在一起，然后压制成型，然后经550℃加热处理，由此制得的纳微米级微孔隔热材料，其密度为400～600Kg/m3,10％压缩抗压强度1.2MPa以上,导热系数在600℃时0.052～0.060W/mK。
实施例3：
一种纳微米级微孔隔热材料，其构成组分及重量百分比分别为：
纳微米级二氧化硅工业超细硅灰(20～55m2/g) 85％
微米级碳化硅粉末(0.5～1.5微米颗粒直径) 7.5％
增强用硅酸铝散纤维(长度10mm) 7.5％
将上述纳微米级二氧化硅工业超细硅灰、微米级碳化硅粉末和增强纤维按重量混合在一起，压制成型，其密度为500～730Kg/m3。
由此制得的厚度10mm的纳微米隔热板，抗折强为0.01MPa，由于其抗折强度过低，在搬运和施工中非常容易折断粉碎；采用0.3mm厚度的无碱玻璃纤维无纺布粘贴在板的两个表面上，抗折提到0.03MPa；贴有无纺布的板装入塑料袋抽成真空，抗折强度提高到0.05MPa，搬运中不容易损坏了。
由此制得的产品，常温10％压缩抗压抗压强度0.35MPa，500℃煅烧后10％压缩抗压强度1.42MPa以上，导热系数在600℃时0.055～0.065W/mK。
实施例4：
一种纳微米级微孔隔热材料，其构成组分及重量百分比分别为：
将上述微米级二氧化硅工业超细硅灰、纳米级二氧化硅粉末、微米级硅酸锆粉末和增强纤维按重量配比混合在一起，压制成型，由此制得的纳微米级微孔隔热材料，其密度为550～800Kg/m3,常温10％压缩抗压抗压强度0.4MPa，500℃煅烧后10％压缩抗压强度1.5MPa,导热系数在600℃时0.058～0.078W/mK。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，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 (10)

1.一种高强度纳微米级微孔隔热材料，其特征在于：其构成组分及重量百分比分别为：
工业超细硅灰50～95％
纳米级的二氧化硅粉末4～35％
反红外辐射粉末0.5～25％
增强无机纤维0.2～15％
增强有机纤维0～5％。
2.根据权利要求1所述的高强度纳微米级微孔隔热材料，其特征在于：所述的工业超细硅灰的重量百分比为80～85％。
3.根据权利要求1所述的高强度纳微米级微孔隔热材料，其特征在于：所述的工业超细硅灰的比表面积为20～55m2/g，平均粒径低于0.01～0.4微米。
4.根据权利要求1所述的高强度纳微米级微孔隔热材料，其特征在于：所述纳米级二氧化硅粉末为气相二氧化硅和或者气凝胶纳米粉末，比表面积为120～500m2/g，原生粒子粒径为6～25纳米。
5.根据权利要求1所述的纳微级微孔隔热材料，其特征在于：所述的反红外辐射粉末为微米级的碳化硅粉末、微米级的硅酸锆粉末中的一种或两种组合使用。
6.根据权利要求5所述的纳微级微孔隔热材料，其特征在于：所述微米级的碳化硅粉末颗粒直径为0.5～5微米，所述微米级的硅酸锆粉末颗粒直径为0.4～6微米。
7.根据权利要求1所述的高强度纳微级微孔隔热材料，其特征在于：所述增强有机纤维为聚丙烯纤维，熔化温度105～120度，直径10～60微米，长度4～15毫米。
8.根据权利要求1所述的高强度纳微米级微孔隔热材料，其特征在于：所述增强无机纤维为硅酸铝纤维、高硅氧纤维、玄武岩纤维、无碱玻璃纤维、氧化铝纤维的一种或两种以上的组合物，直径3.5～15微米，长度为5～20毫米。
9.根据权利要求1～8任一权利要求所述的高强度纳微米级微孔隔热材料，其特征在于：将各组分混合后压制成隔热板，在隔热板两面粘贴有机或无机的无纺布，无纺布的厚度0.1～0.8mm。
10.根据权利要求9所述的高强度纳微米级微孔隔热材料，其特征在于：将粘贴无纺布的隔热板通过铝箔包裹，或者将粘贴无纺布的隔热板直接装入塑料袋中抽成真空包装。
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