CN109749130B - 一种隔热填料、用途及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种隔热填料、用途及制备方法，本发明通过陶瓷空心微珠与无机物母料共混处理，使微珠中和微珠之间不再是简单的静态空气或是真空，而是存在着大量带有相同电荷的离子，带有相同电荷的离子发射的电磁波能有效的屏蔽热能的电磁波，更能有效阻止热能的传导，完全消除自由空气层，降低导热系数阻值，提高隔热性能并改善烧蚀材料表面的抗辐射能力。

Description

一种隔热填料、用途及制备方法

技术领域

本发明涉及一种隔热填料、用途及制备方法，属于功能填料技术领域。

背景技术

隔热涂料是近二三十年发展起来的一种新型的功能涂料，按照隔热机理的不同，隔热功能填料通常可分为阻隔型功能填料、太阳光反射型功能填料和辐射型功能填料。单一的隔热方式的隔热效果是有限的，复合型隔热功能填料可以达到满意的隔热效果.兼顾两种隔热方式的填料已有较多应用。

微细粉末在高温气流中悬浮熔融或熔体在高压气流中雾化后,由于其自身的表面张力会凝聚形成细小的、中空的微珠,故称其为空心微珠或中空微球。空心玻璃微珠就是一种很好的反射阻隔型隔热功能填料，国内有学者采用在其外包覆高反射率隔热材料的方法大大提高了它的隔热效果。陶瓷空心微珠由于低的热传导性,可以用作热阻隔屏，作为隔热填料；又由于微珠密度小、比强度高,可以作为纤维增强塑料的填料来减少重量,提高其刚度和冲击强度,降低热膨胀系数。但是陶瓷空心微珠只能起到隔绝热传导作用，而无法有效屏蔽热源产生的辐射电磁波，无法起到阻隔热量通过辐射传递到材料内部。

CN104861757B说明了一种包覆型陶瓷空心微珠制备方法与用途，属于热反射绝热功能领域。该包覆型陶瓷空心微珠性能优良，不仅可以对太阳光中的近红外、中红外部分具有辐射作用，对特征波段(8-14微米)有强发射作用。但由于该方法所需原材料较多，且需要高低温处理，工序较为复杂，周期较长，故不能满足工业生产的实际应用需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种降低导热系数阻值、提高隔热性能并增强烧蚀材料表面的抗辐射能力的隔热填料、用途及制备方法。

本发明的技术解决方案：一种隔热填料，由陶瓷空心微珠构成，所述的陶瓷空心微珠通过与无机物母粒共混处理后，使陶瓷空心微珠中及陶瓷空心微珠之间的空气产生负离子。

所述的无机物母粒为电气石母粒或蛋白石母粒，但不以此为限，只要能激发陶瓷空心微珠中和微珠之间空气产生负离子的无机物均可。

所述的无机物母粒是无机物经破碎、粉碎、磨细、分离制得。

所述的陶瓷空心微珠和无机物母粒的直径之间存在一定差值，便于陶瓷空心微珠和无机物母粒的筛分分离。

一种微珠中及微珠之间空气产生负离子的陶瓷空心微珠用于耐烧蚀复合材料中。

一种隔热填料的制备方法，通过以下步骤实现：

第一步，制备无机物母粒，

无机物经破碎、粉碎、磨细、分离、干燥制备无机物母粒；

第二步，将第一步制备得到的无机物母粒与陶瓷空心微珠混合均匀后，再从混合物中筛取分离出陶瓷空心微珠。

本发明与现有技术相比的有益效果：

(1)本发明通过陶瓷空心微珠与无机物母料共混处理，使微珠内及微珠和微珠之间不再是简单的静态空气或是真空，而是存在着大量带有相同电荷的离子，带有相同电荷的离子发射的电磁波能有效的屏蔽热能的电磁波，更能有效阻止热能的传导，完全消除自由空气层，降低导热系数阻值，提高隔热性能并改善烧蚀材料表面的抗辐射能力；

(2)本发明处理后的陶瓷空心微珠壁上的空心层和微珠壁厚度均匀，耐压强度、膨胀系数会更加均匀一致；

(3)本发明处理方法简单、无需特殊的设备。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明进行详细说明。

实施例1

将蛋白石页岩矿，经破碎、粉碎、磨细、分离，制取直径在100um左右的蛋白石母粒(陶瓷空心微珠直径一般为10～30um)，将蛋白石母粒在120℃下干燥2小时，干燥后的蛋白石母粒与陶瓷空心微珠在高速混合机里混合2小时使之均匀，静置30min冷却后，将混合物筛取分离出陶瓷空心微珠。

实施例2

将实例1制得的陶瓷空心微珠添加到如下耐烧蚀材料中，具体配比(质量比)如下：

制备：

1)称取10kg酚醛树脂加入预升温至65℃的反应釜中搅拌30min，加入50g增韧剂搅拌10min，加入1kg陶瓷空心微珠搅拌10min，加入500g酚醛空心微球搅拌10min，待反应釜内最终搅拌均匀即可将树脂取出封袋冷冻待用。

2)织物：选取85tex C型石英玻纤、螺旋形卷曲酚醛纤维20S/3、芳纶纤维—凯夫拉K49三种纤维按照数量比(根数比)为1：1：1编织，编织纱经纬密：9根/cm，面密度150g/㎡。

将步骤1)树脂和步骤2)织物做成树脂含量为40％的预浸料，模压方法制备测试试样，具体性能见表1。

对比例1

采用未经实施例1处理的普通陶瓷空心微珠，其他同实施例2，模压方法制备测试试样，具体性能见表1。

对比例2

树脂配比(质量比)

钡酚醛 100

酚醛空心微球 15

增韧剂 0.5

制备：

1)称取10kg酚醛树脂加入预升温至65℃的反应釜中搅拌30min，加入50g增韧剂搅拌10min，加入750g酚醛空心微球搅拌10min，加入750g酚醛空心微球搅拌10min，待反应釜内最终搅拌均匀即可将树脂取出封袋冷冻待用。

2)织物，同实施例2.

将步骤1)树脂和步骤2)织物做成树脂含量为40％的预浸料，模压方法制备测试试样，具体性能见表1。

表1

由实施例2与对比例1、2可以看出，添加陶瓷空心微珠对材料热物理性能具有改善作用，但经本发明处理的陶瓷空心微珠，对材料热物理性能的改善效果明显更高。

注：小发动机烧蚀试验为本领域公知试验：烧蚀试验在小发动机YA-6804上进行。

工作参数如下：

燃烧室压强：1.1±0.05MPa(表压)

余气系数：α＝0.6±0.03

试验时间：t＝15s。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (6)

1.一种隔热填料，其特征在于：由陶瓷空心微珠构成，所述的陶瓷空心微珠通过与无机物母粒共混处理后，使陶瓷空心微珠中及陶瓷空心微珠之间的空气产生负离子。

2.根据权利要求1所述的一种隔热填料，其特征在于：所述的无机物母粒为电气石母粒或蛋白石母粒。

3.根据权利要求1所述的一种隔热填料，其特征在于：所述的无机物母粒是无机物经破碎、粉碎、磨细、分离制得。

4.根据权利要求1所述的一种隔热填料，其特征在于：所述的陶瓷空心微珠和无机物母粒的直径之间存在一定差值，便于陶瓷空心微珠和无机物母粒的筛分分离。

5.一种微珠中及微珠之间空气产生负离子的陶瓷空心微珠用于耐烧蚀复合材料中。

6.一种隔热填料的制备方法，其特征在于，通过以下步骤实现：

第一步，制备无机物母粒，

无机物经破碎、粉碎、磨细、分离、干燥制备无机物母粒；

第二步，将第一步制备得到的无机物母粒与陶瓷空心微珠混合均匀后，再从混合物中筛取分离出陶瓷空心微珠，陶瓷空心微珠中及陶瓷空心微珠之间的空气产生负离子。