CN110577380B - 一种硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料及其制备方法 - Google Patents

一种硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料及其制备方法，采用共沉淀法制备多元类水滑石前驱体；采用离子交换法，将硅钨酸盐溶液滴入多元类水滑石前驱体浆液中，对多元类水滑石前驱体进行改性制得硅钨酸‑多元类水滑石；将所得硅钨酸‑多元类水滑石、纳米纤维素、粘接剂混合，经冷冻干燥得到硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料。本发明得到一种轻质、高度多孔、低导热系数和阻燃效果优良的环保型轻质泡沫耐火材料，利用多元层状金属氢氧化物多元金属元素的协同阻燃，以及通过向层状金属氢氧化物层间引起具有阻燃效果的客体硅钨酸阴离子，赋予纳米纤维素轻质泡沫优异的导热性能和阻燃隔热作用。

Description

一种硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料及其制备方法
技术领域
本发明属于生物质泡沫材料领域，具体涉及一种类水滑石轻质泡沫隔热材料及其制备方法。
背景技术
轻质泡沫耐火材料又称隔热耐火材料和绝热耐火材料，具有气孔率高、体积密度小、热导率低、耐热性能优良等特性。由于轻质耐火材料表现出一定的高温荷载能力、良好的抗热震性、耐气流冲蚀磨损、热容小、隔热保温效果好等特点。因此，在航空、航天、冶金、化工、建材、机械和能源等领域占据了不可或缺的重要地位。在轻质房屋体系中，可作为高效保温轻质耐火材料用于墙体设计。作为船舶用的轻质耐火材料时，可作为舱室、冷库的隔热材料以及住室的表面装饰材料，亦可作为飞机上的轻质耐火性墙板。但是轻质耐火材料存在强度低、耐热差等缺点，因此，目前国内外对于轻质耐火材料的研究集中于增加材料的机械强度和提高耐火温度等方面，包括对添加助剂、制备方法等方面的研究，如添加纳米粒子、耐火纤维等对材料进行增强等。
LDHs（layered double hydroxides），是一类由两种或者两种以上的金属元素组成的层状氢氧化物，被称为层状双金属氢氧化物、类水滑石亦或层状复合金属氢氧化物。这类材料是由相互平行且带有正电荷的层板组成，层间由平衡层板正电荷的阴离子及层间水分子构成。LDHs的性质主要包括：层间阴离子的可交换性、层板组成和结构的可调变性、酸碱双性、结构记忆效应及可剥层等。由于LDHs具有独特的层状结构以及层板组成和层间阴离子具有可调变性，通过向层间引入新的客体阴离子从而使材料的组成结构和性质发生相应变化，而制备具有不同结构的功能性新材料。类水滑石具有阻燃作用，有望通过改性LDHs，改变水滑石的层间环境和改善水滑石与聚合物之间的相容性，增大LDHs的层间距，减小其密度，实现轻质、少添加量和高阻燃效率的低烟、无卤、无毒、环保阻燃剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种类水滑石轻质泡沫隔热材料及其制备方法，以提高隔热阻燃效果。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料的制备方法，包括下述的步骤：
（1）采用共沉淀法制备多元类水滑石前驱体；
（2）采用离子交换法，将硅钨酸盐溶液滴入步骤（1）中的多元类水滑石前驱体浆液中，对多元类水滑石前驱体进行改性制得硅钨酸-多元类水滑石；
（3）将步骤（2）所得硅钨酸-多元类水滑石、纳米纤维素、粘接剂混合，经冷冻干燥得到硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料。
进一步的，步骤（1）所述共沉淀法是将两种或两种以上的二价金属离子M2+的金属盐和/或三价金属离子M3+的金属盐配成混合盐溶液，调节pH值为6.5~9.5，升温至60-80℃，经剧烈搅拌、晶化和后处理得到多元类水滑石前驱体。
进一步的，所述二价金属离子M2+为Mg2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Fe2+或Cu2+中的任意一种或几种，三价金属离子M3+为Al3+、Fe3+或Cr3+中的一种或几种；M3+/（M2++M3+）摩尔比为0.17~0.33。
进一步的，步骤（2）所述的离子交换方法是将硅钨酸盐溶液滴入步骤（1）中的多元类水滑石前驱体浆液中，剧烈搅拌、升温至50-90℃反应得到硅钨酸-多元类水滑石。
进一步的，步骤（2）主体多元类水滑石与客体硅钨酸盐的质量比为1:3-3:1。
进一步的，步骤（3）中所述纳米纤维素的来源为木屑、玉米秸秆、水稻秸秆或棉花秸秆；纳米纤维素尺寸分布为：纤维长度为1～100nm的纳米纤维素占35％～60％；纤维长度为100～1000nm的纳米纤维素占30％～50％；纤维长度为1μm～10mm的纳米纤维素占10％～15％。
进一步的，步骤（3）所述粘接剂为硼酸、草酸或柠檬酸中一种或多种。
进一步的，步骤（3）所述硅钨酸-多元类水滑石、纳米纤维素、粘接剂质量比为20~55:40~80:1~5。
进一步的，步骤（3）所述冷冻干燥方法为：于-50 ℃~ -40 ℃冷冻10~15 h，然后在真空度2~8Pa下进行真空干燥，该真空干燥过程分为若干阶段逐次升温干燥。
本发明的硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料，采用所述的方法制备而成。
本发明利用离子交换法将硅钨酸阴离子引入多元类水滑石层状结构后，再与纳米纤维素、助剂等混合均匀，经冷冻干燥后，形成轻质泡沫耐火材料。与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明首创采用硅钨酸插层改性多元类水滑石与纳米纤维素复合制备得到具有三维网络结构、多孔隙、低导热性能和高阻燃效果的轻质泡沫耐火材料。
多元类水滑石层板含有大量羟基、CO3 2–、无定形水和结晶水，受热时分解释放出的H2O和CO2能够稀释氧气并吸收大量的热，降低燃烧体系的温度，因而具有阻燃作用；并且LDHs经500-600 ℃高温分解后形成多孔隙、比表面积大的复合金属氧化物，可吸附燃烧过程中产生的烟雾，起到抑烟作用。
由于层板和层间阴离子通过氢键连接，使得LDHs层间阴离子具有可交换性，因此可以采用硅钨酸根离子取代层间阴离子来对其改性。
本发明将硅钨酸通过离子交换的方式插入到多元类水滑石的层状结构之间，通过硅钨酸与多元类水滑石的层状金属离子之间强的静电作用力，可使杂多酸牢固地固定在类水滑石上。
本发明利用硅钨酸分子具有良好阻燃作用的Si元素和高效抑烟作用的钨元素，[SiW12O40]3-引入类水滑石中后可显著提高LDHs的热稳定性和阻燃性。硅钨酸可催化纤维素脱水成酯、固化成炭，可有效延缓材料的热解，降低燃烧过程中的热和烟气释放，增强材料的热稳定性。实现了少添加、轻质而高效。
本发明将硅钨酸插层改性的多元类水滑石引入纳米纤维素泡沫材料中，赋予泡沫材料优异隔热阻燃功效。杂多硅钨酸插层改性后的多元类水滑石解决了单一类水滑石作为阻燃剂时存在的添加量大、阻燃效率低等问题，同时结合纳米纤维素轻质、高杨氏模量、高强度、可再生的特点，赋予泡沫材料低密度、高强度、绿色环保等特点。
（2）多元类水滑石具有多元金属元素，比如Zn元素能够促进炭的生成，以及抑烟作用，而Ca元素具有优异的热稳定性，Fe元素能催化一氧化碳生成二氧化碳，多元金属元素组合能赋予类水滑石集阻燃、催化优异热稳定性于一体。
（3）本发明采用的纳米纤维素来自农林秸秆废弃物，具有来源广泛、绿色环保、可再生、可降解等优点，并且采用具有一定长度分布的纳米纤维素，既能充分保留纳米纤维素的量子尺寸效应，又能充分发挥不同长度纳米纤维素的增强作用，充分保障了轻质泡沫材料的力学效果。
（4）轻质泡沫材料含有硅钨酸、类水滑石、粘接剂、阻燃助剂等多种组分，各组分发挥协同阻燃效果，充分发挥其凝聚相阻燃机理和气相阻燃机理，赋予轻质泡沫材料优异的阻燃效果。
（5）冷冻干燥的方法首先将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸气，程序升温控制能有效保持复合材料的孔径结构与大小，保障泡沫材料优异的力学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是各试样轻质泡沫隔热保温材料500~600 ℃酒精灯火焰下的燃烧照片：a)CNF；b)CNF/50%ZnAl-NO3-LDHs/2%H3BO3；c）CNF/50%ZnMgAl-SiW12O40-LDHs/2% H3BO3；
图2是CNF/50%ZnMgAl-SiW12O40-LDHs/2%H3BO3轻质泡沫隔热保温材料的SEM图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明一个具体实施方式的硅钨酸插层多元类水滑石/纳米纤维素轻质泡沫隔热保温材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备出多元类水滑石前驱体；
(2)采用离子交换法对步骤(1)中的类水滑石前驱体进行改性制得硅钨酸-多元类水滑石；
(3)将步骤(2)所得硅钨酸-多元类水滑石、纳米纤维素、粘接剂等助剂混合，经冷冻干燥得到硅钨酸插层多元类水滑石纳米纤维素轻质泡沫材料。
所述多元类水滑石是由二价金属离子和三价金属离子形成的二元、三元、四元或五元类水滑石，其中二价金属离子M2+为Mg2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Fe2+或Cu2+中的任意一种或几种，三价金属离子M3+为Al3+、Fe3+或Cr3+中的一种或几种。多元类水滑石具有多元金属元素，比如Zn元素能够促进炭的生成，以及抑烟作用，而Ca元素具有优异的热稳定性，Fe元素能催化一氧化碳生成二氧化碳，多元金属元素组合能赋予类水滑石集阻燃、催化优异热稳定性于一体。
在一个优选的实施例中，所述的共沉淀方法为：称取两种或两种以上的M2+、M3+金属盐按配成混合盐溶液，在N2氛围下，用碱液调节pH值为6.5~9.5，搅拌均匀，升温至60-80℃，反应时间为5-20小时，经剧烈搅拌、晶化、离心分离、洗涤至中性、常压干燥、得多元类水滑石前驱体固体，然后配制成多元类水滑石前驱体浆液。
作为优选，所述M2+盐为硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、硫酸镁、氯化亚铁、硫酸铜、硝酸镍、硫酸钙中一种或多种，所述M3+盐为硝酸铝、氯化铝、硫酸铝、硝酸铁、氯化铬中一种或多种，所述金属盐摩尔比M3+/（M2++M3+）为0.17~0.33，保持一定的比例有助于保持类水滑石的结构稳定性。
在一个优选的实施例中，所述的离子交换方法为：将硅钨酸盐溶液逐滴滴入步骤（1）中的多元类水滑石前驱体浆液中，其中主体多元类水滑石与客体硅钨酸盐的质量比为1:3-3:1，剧烈搅拌、升温至50-90℃，反应时间为6-20小时，得插层改性的SiW12O40-多元类水滑石浆液。
作为优选，所述步骤（3）中纳米纤维素的来源为木屑、玉米秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆等农林废弃物。纳米纤维素来源于可降解的生物质农林材料，具有来源广泛、环保、绿色、可再生等优异性能。
作为优选，所述步骤（3）中，所述的纳米纤维素尺寸分布为：纤维长度为1～100nm的纳米纤维素占35％～60％（wt%）；纤维长度为100～1000nm的纳米纤维素占30％～50％；纤维长度为1μm～10mm的纳米纤维素占10％～15％。一定长度分布的纳米纤维素，既能充分保留纳米纤维素的量子尺寸效应，又能充分发挥不同长度纳米纤维素的增强作用，充分保障了轻质泡沫材料的力学效果。
作为优选，所述步骤（3）中，所述粘接剂为硼酸、草酸、柠檬酸中一种或多种，酸类物质的添加可以进一步改善硅钨酸插层多元类水滑石与纳米纤维素之间的相容性。通过化学键或静电作用将硅钨酸插层多元类水滑石和纳米纤维素连接成孔径均匀网络结构的多孔泡沫。所述SiW12O40-多元类水滑石、纳米纤维素、粘接剂质量比为20~55:40~80:1~5。
作为优选，所述步骤（3）中，还包括阻燃助剂，阻燃助剂包括聚磷酸铵、石墨烯、碳纳米管等助剂中的一种或多种。这些阻燃助剂的复配加入，能赋予泡沫材料优异的阻燃抑烟功效。
作为优选，所述步骤（3）中冷冻干燥方法为：将混合均匀的样品水平放置于冷冻干燥机内，于-50 ℃~ -40 ℃冷冻10~15 h；然后在真空度2~8Pa下进行真空干燥，该真空升温干燥过程分为五个阶段：第一阶段温度为-5 ~0℃，干燥2~5 h；第二阶段温度为5~10 ℃，干燥3~8 h；第三阶段温度为15~20 ℃，干燥8~12 h；第四阶段温度为25~30 ℃，干燥5~10 h；第五阶段温度为35~40 ℃，干燥10~20 h。冷冻干燥的方法首先将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸气，程序升温控制能有效保持复合材料的孔径结构与大小。
对比例：
1.按n(Zn2+)/n(Al3+)=3:1称取Zn(NO3)2.9H2O和 Al(NO3)3.9H2O，调节pH值为7.0，70℃反应12h，通过共沉淀法制得ZnAl-NO3-LDHs。
2.按表1干重质量百分数配比，将ZnAl-NO3-LDHs浆液与CNF（纳米纤维素纤维）混合搅拌均匀；并逐滴滴加一定量H3BO3溶液。将混合均匀的样品水平放置于冷冻干燥机内，于-50 ℃冷冻12 h；然后进行真空干燥。其中，真空度为4.5 Pa，升温过程分为五个阶段：第一阶段温度为-5 ℃，干燥3 h；第二阶段温度为10 ℃，干燥5 h；第三阶段温度为20 ℃，干燥10 h；第四阶段温度为30 ℃，干燥10 h；第五阶段温度为40 ℃，干燥15 h。制得CNF/ZnAl-NO3-LDHs/H3BO3轻质泡沫隔热保温材料。
表1 CNF/ZnAl-NO3-LDHs/H3BO3轻质泡沫隔热保温材料的组成配比表
Figure 983547DEST_PATH_IMAGE001
3.将所得产品进行耐火性能测试，所得结果为表3所示
耐火性能测试：采用美国OMEGA公司生产的XC-24-K-12型热电偶和OM-DAQ-USB-2400型数据采集记录仪评价改性LDHs/纳米纤维素轻质泡沫隔热保温材料的耐火性能。将轻质泡沫隔热保温材料置于钢板上面，热电偶置于钢板背面，记录试样背温随时间的变化曲线。
4.将所得产品进行燃烧性能测试，所得结果为图1所示。
燃烧性能测试：采用日本尼康公司生产的D7100型单反相机记录改性LDHs/纳米纤维素轻质泡沫隔热保温材料的燃烧过程。将试样置于酒精灯火焰的外焰中燃烧，测试轻质泡沫隔热保温材料的燃烧性能。
导热性能测试：采用瑞典Hot Disk公司生产的Hot Disk TPS 2500S型导热系数仪（在瞬态模式下，输出功率为20 mW），评估轻质泡沫隔热保温材料的导热性能。
实施例1
(1) 按n(Zn2+)/n(Mg2+)/n(Al3+)=2:1:1称取Zn(NO3)2.9H2O、Mg(NO3)2.6H2O和 Al(NO3)3.9H2O，调节pH值为7.0，70℃反应12h，通过共沉淀法制得ZnMgAl-NO3-LDHs。
(2) 按m主体/m[SiW12O40]3-=1:2准确称取一定质量H3SiW12O40溶解于去离子水中，使用定量NaOH中和得到硅钨酸钠溶液。在N2氛围下，将硅钨酸钠溶液以适当速度逐滴滴加至Zn/Al+-NO3-LDHs主体浆液中，剧烈搅拌；使反应液在设定温度60℃下反应14h。经去离子水反复洗涤后，在50 ℃下常压干燥24小时，即得到ZnMgAl-SiW12O40-LDHs白色固体。
(3) 按照表2的干重质量百分数配比（CNF+ ZnMgAl-SiW12O40-LDHs +H3BO3合计100%），将ZnMgAl-SiW12O40-LDHs浆液与CNF混合搅拌均匀；并逐滴滴加一定量硼酸溶液。按照对比例的真空干燥方法，将样品进行冷冻干燥，即可制得。
(4) 将所得产品进行耐火性能、燃烧性能和导热性能测试，测试方法同上。
表2 CNF/ZnMgAl-SiW12O40-LDHs/H3BO3轻质泡沫隔热保温材料的组成配比表
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例2
(1) 按n(Zn2+)/n(Mg2+)/n(Ca2+)/n(Al3+)=1:1:1:1称取Zn(NO3)2.9H2O、Mg(NO3)2.6H2O、Ca(NO3)2.4H2O、Al(NO3)3.9H2O，调节pH值为7.0，70℃反应12h，通过共沉淀法制得ZnMgCaAl-NO3-LDHs。
(2) 按m主体/m[SiW12O40]3-=1:2准确称取一定质量H3SiW12O40溶解于去离子水中，使用定量NaOH中和得到硅钨酸钠溶液。 在N2氛围下，将硅钨酸钠溶液以适当速度逐滴滴加至Zn/Al+-NO3-LDHs主体浆液中，剧烈搅拌；使反应液在设定温度60℃下反应14h。经去离子水反复洗涤后，在50 ℃下常压干燥24小时，即得到ZnMgCaAl-SiW12O40-LDHs白色固体。
(3) 按照表3的干重质量百分数配比，将ZnMgCaAl-SiW12O40-LDHs浆液与CNF混合搅拌均匀；并逐滴滴加一定量硼酸溶液。按照对比例的真空干燥方法，将样品进行冷冻干燥，即可制得。
(4) 将所得产品进行耐火性能、燃烧性能和导热性能测试，测试方法同上。
表3 CNF/ZnMgCaAl-SiW12O40-LDHs/H3BO3轻质泡沫隔热保温材料的组成配比表
Figure 307212DEST_PATH_IMAGE003
表4为对比例和实施例1~2轻质泡沫隔热保温材料的在35 kW/m2（643 ℃）的热辐照功率下耐火性能测试，测试试样背火面升温情况。定义材料的背火温度升至200 ℃和250℃时，对应速率为v200℃、v250℃，并用于评价轻质泡沫隔热保温材料的耐火性能。由表4可以看出，纯CNF和CNF/ZnAl-NO3-LDHs/H3BO3轻质泡沫隔热保温材料的背火温度迅速上升。用硅钨酸改性三元类水滑石ZnMgAl-LDHs和四元类水滑石ZnMgCaAl-LDHs复合纳米纤维素可制备出耐火性能优异的轻质泡沫隔热保温材料，并且类水滑石添加量越大，则隔热性能越好。
表4 实施例1和实施例2轻质泡沫隔热保温材料的背火温度测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表5 对比例和实施例轻质泡沫隔热保温材料的导热性能温度测试结果
Figure 742742DEST_PATH_IMAGE005
表5为对比例和实施例轻质泡沫隔热保温材料的导热性能温度测试结果，经硅钨酸改性多元类水滑石添加到CNF中使得导热系数明显减小，轻质泡沫隔热保温材料表现出良好的隔热性能。
图2为CNF/50%ZnMgAl-SiW12O40-LDHs/2%H3BO3轻质泡沫隔热保温材料的SEM图。由图可见，当ZnMgAl-SiW12O40-LDHs添加量为50%时，CNF/50%ZnMgAl-SiW12O40-LDHs/ 2%H3BO3轻质泡沫隔热保温材料整体结构紧密，切面平整，孔洞分布均匀且形状规整，孔径大小约为200~300 um。同时，ZnMgAl-SiW12O40-LDHs颗粒大小均匀，于CNF基体孔壁内均匀分散，未见明显团聚现象，说明ZnMgAl-SiW12O40-LDHs的分散性有显著改善，可较好地负载于CNF中，二者相容性较好。
图1为各试样轻质泡沫隔热保温材料500~600 ℃酒精灯火焰下的燃烧照片。点燃时间是衡量材料燃烧性能的重要标准之一，纯CNF的点燃时间为1 s，5 s时材料的明火熄灭，18 s时材料离火，此时仅剩少许炭层，且表面附着较多白色灰烬。整个燃烧过程中，纯CNF在酒精灯外焰下迅速剧烈燃烧，材料受热发生明显收缩变形。CNF/50%ZnAl-NO3-LDHs /2%H3BO3轻质泡沫隔热保温材料的点燃时间为3 s，6 s时材料的明火自熄，35 s时材料离火。当ZnMgAl-SiW12O40-LDHs添加量为50%时，CNF/50%ZnMgAl-SiW12O40-LDHs/2%H3BO3轻质泡沫隔热保温材料在酒精灯外焰下逐步炭化，外形逐渐收缩但基本维持初始形状，且全程70 s未被点燃,其阻燃效果明显优于前面两种，这是由于ZnMgAl-SiW12O40-LDHs高温下分解产生的含氧酸及SiO2、WO3、ZnO、MgO等化合物在促进材料炭层生成的同时，可改善炭层结构，并增强炭层稳定性，从而赋予CNF/50%ZnMgAl-SiW12O40-LDHs/2%H3BO3轻质泡沫隔热保温材料优良的阻燃性能和更佳的燃烧性能（不易燃烧）。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料的制备方法，其特征在于，包括下述的步骤：
（1）采用共沉淀法制备多元类水滑石前驱体；
（2）采用离子交换法，将硅钨酸盐溶液滴入步骤（1）中的多元类水滑石前驱体浆液中，对多元类水滑石前驱体进行改性制得硅钨酸-多元类水滑石；
主体多元类水滑石与客体硅钨酸盐的质量比为1:3-3:1；
（3）将步骤（2）所得硅钨酸-多元类水滑石、纳米纤维素、粘接剂混合，经冷冻干燥得到硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料，所述粘接剂为酸；
所述纳米纤维素的来源为木屑、玉米秸秆、水稻秸秆或棉花秸秆；纳米纤维素尺寸分布为：纤维长度为1～100nm的纳米纤维素占35wt％～60wt％；纤维长度为100～1000nm的纳米纤维素占30wt％～50wt％；纤维长度为1μm～10mm的纳米纤维素占10wt％～15wt％；
所述粘接剂为硼酸、草酸或柠檬酸中的至少一种；
所述硅钨酸-多元类水滑石、纳米纤维素、粘接剂质量比为20~55:40~80:1~5。
2.根据权利要求1所述的硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述共沉淀法是将两种或两种以上的二价金属离子M2+的金属盐和/或三价金属离子M3+的金属盐配成混合盐溶液，在pH值为6.5~9.5，温度为60-80℃的条件下反应得到多元类水滑石前驱体。
3.根据权利要求2所述的硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料的制备方法，其特征在于，所述二价金属离子M2+为Mg2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Fe2+或Cu2+中的任意一种或几种，三价金属离子M3+为Al3+、Fe3+或Cr3+中的一种或几种；M3+/（M2++M3+）摩尔比为0.17~0.33。
4.根据权利要求1~3任一项所述的硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的离子交换方法是将硅钨酸盐溶液滴入步骤（1）中的多元类水滑石前驱体浆液中，在温度为50-90℃的条件下反应得到硅钨酸-多元类水滑石。
5.根据权利要求1~3任一项所述的硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述冷冻干燥方法为：于-50 ℃~ -40 ℃冷冻10~15 h，然后在真空度2~8Pa下进行真空干燥，该真空干燥过程分为若干阶段逐次升温干燥。
6.一种硅钨酸插层多元类水滑石轻质隔热材料，其特征在于，采用权利要求1~5任一项所述的方法制备而成。
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