專利名稱：納米級隔熱材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于隔熱保溫材料領(lǐng)域，尤其是一種納米級隔熱材料。
背景技術(shù)：
我國是能源消耗大國，每年消耗的能源相當(dāng)于15億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中40%左右為工 業(yè)設(shè)備的能源消耗。目前，國家已經(jīng)制定了節(jié)能建筑的一系列法律法規(guī)以期降低工業(yè)設(shè)備 的能源消耗。其中降低工業(yè)設(shè)備能源消耗的方式之一就是在工業(yè)設(shè)備內(nèi)安裝隔熱保溫板， 利用隔熱保溫板將工業(yè)設(shè)備包裹起來以降低設(shè)備的能源消耗。 現(xiàn)有的高溫隔熱保溫板普遍采用玻璃棉、巖棉、陶瓷纖維(導(dǎo)熱系數(shù)A《0. 15W/ mK 600°C， A《0. 20W/mK 800°C )等作為隔熱保溫材料，存在的問題是由于玻璃棉、巖棉、 陶瓷纖維等材料的導(dǎo)熱系數(shù)較大，無法滿足更高要求的隔熱性能，為實(shí)現(xiàn)更高的隔熱要求， 現(xiàn)有隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)就顯得比較大了。 通過檢索，發(fā)現(xiàn)兩篇與本發(fā)明申請相近的納米隔熱材料，其一是一種納米憎水性 隔熱保溫材料及其制備方法(CN101144005)，由A組分和B組分配制而成，其中A組分主要 成分按重量份數(shù)計(jì)為高分子聚合物乳液、改性聚丙烯纖維、納米活性碳酸鈣、硅酸鹽礦物 質(zhì)，混合均勻后分組，B組分為水泥，在使用時(shí)，將A組分和B組分各一組混合拌勻，即得納 米憎水性隔熱保溫材料。其二是納米孔硅質(zhì)復(fù)合隔熱材料(CN101302091)，按重量份計(jì)，其 由納米孔硅質(zhì)粉末30 60份、硅酸鋁纖維40 20份、六鈦酸鉀晶須5 20份和黏結(jié)劑 5 20份制成。該納米孔硅質(zhì)復(fù)合隔熱材料的制備方法是以具有納米尺寸孔洞特性的納 米孔硅質(zhì)粉末為基材，以硅酸鋁纖維增強(qiáng)骨架，以具有低熱導(dǎo)率且具有負(fù)溫度系數(shù)和高紅 外反射特性的六鈦酸鉀晶須為添加劑，加入黏結(jié)劑，經(jīng)過纖維預(yù)處理、疏解、成型、干燥和熱 處理工序制成。 上述兩篇對比文獻(xiàn)與本發(fā)明申請有較大不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有材料和技術(shù)的不足，提供一種納米級的隔熱材料，該隔
熱板節(jié)能效率高、導(dǎo)熱系數(shù)低、生產(chǎn)簡單、成本低廉。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 —種納米級隔熱材料，其構(gòu)成組分及重量百分比分別為 納米級二氧化硅粉末 5 95% 納米級或微米級二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末5 50 %
增強(qiáng)用纖維 3 15%
加溶劑至 100%。 而且，所述納米級二氧化硅粉末包括氣相二氧化硅粉末，粒徑為5 200納米。
而且，所述二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末，其粒徑為5 200內(nèi)米 或者3 10微米。
而且，所述增強(qiáng)用有機(jī)纖維為無機(jī)質(zhì)短纖維和/或連續(xù)纖維，包括玻璃纖維、巖 棉、硅酸鋁纖維、氧化硅纖維、氧化鋁纖維、高硅氧纖維或莫來石纖維，長度為3 20毫米。
而且，所述溶劑包括正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇以及水的一種或者兩種以上 的混合，上述溶劑除水之外的四種有機(jī)溶劑是工業(yè)級的，或者是無水級的化學(xué)純級的有機(jī) 溶劑。 而且，所述正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇以及水按重量比
i : 0.5 : 0.5 : 0.5 : i混合使用；所述水包括普通水或純凈的去離子水。 而且，還添加納米級或者微米級的二氧化鈦粉末，納米級或者微米級的三氧化二 鋁粉末，或者其他無機(jī)硅酸鋁、氧化鈣、氧化鎂納米級或者微米級粉末，其粒徑為5 200內(nèi) 米或者3 10微米，添加量均為5 30%。
而且，其構(gòu)成組分及重量百分比分別為 納米級二氧化硅粉末 20 70%
納米級或微米級二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末 15 35 %
增強(qiáng)用纖維 5 10%
加溶劑至100%。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是 1、本發(fā)明具有原料容易取得、生產(chǎn)簡單、成本低廉等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于高溫隔 熱、低溫隔熱和保冷等隔熱節(jié)能領(lǐng)域的各個(gè)方面。 2、本發(fā)明采用的生產(chǎn)方法具有簡單易行，為現(xiàn)有工業(yè)設(shè)備和方法能夠達(dá)到的方 案，不需要特殊的專門的設(shè)備。 3、本發(fā)明制得的納米級隔熱材料，其密度在100 500Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)在80(TC時(shí) 0. 030 0. 055W/mK，比陶瓷纖維的800°C時(shí)0. 12 0. 20W/mK低得多，是一種非常好的納米 級隔熱材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，
不能以下述實(shí)施例來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1 : —種納米隔熱材料，其構(gòu)成組分及重量百分比分別為 5 200納米級的二氧化硅粉末 5 95%;
5 200納米級或者3 10微米級的碳化硅粉末 5 30 % 5 200納米級或者3 10微米級的二氧化鋯粉末或者硅酸鋯粉末 5 30%
增強(qiáng)用纖維 3 15%
其余加溶劑至100%。
制備方法是 按重量配比將二氧化硅粉末、碳化硅粉末、二氧化鋯粉末或者硅酸鋯粉末與增強(qiáng) 用纖維干態(tài)混合，加入溶劑，攪拌均勻，形成濕態(tài)混合料；粉料的混合采用現(xiàn)在市場上使用 的行星式強(qiáng)制攪拌混合機(jī)或者圓錐式攪拌混合機(jī)或者用攪拌桿式混合機(jī)等之類的類似的 混合方法，然后加入溶劑混合成濕態(tài)料，用擠出機(jī)械擠成一定的形狀坯料，或者直接在模具中成坯料，經(jīng)輥壓機(jī)、網(wǎng)帶式壓機(jī)、履板式壓機(jī)或者液壓機(jī)壓等現(xiàn)在常用的成型手段成型， 脫模后干燥，即得納米隔熱材料。 本發(fā)明還可采用濕態(tài)脫模的料坯自然干燥或者在干燥爐中干燥或者在超臨界設(shè)
備中干燥，并采用現(xiàn)有的技術(shù)回收其中揮發(fā)出的溶劑和水，以綜合利用。 由此制得的納米隔熱材料，其密度在100 500Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)在800°C時(shí)
0.035 0. 055W/mK。 本實(shí)施例中使用的溶劑是市場上常用的正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇和普通水
或純凈的去離子水，按i : o. 5 : 0.5 : 0.5 : i混合使用；上述溶劑除水之外的四種有機(jī) 溶劑可以是工業(yè)級的，也可以是無水級的化學(xué)純級的有機(jī)溶劑，可以復(fù)合使用，也可以單獨(dú) 作為溶劑使用。 實(shí)施例2: —種納米隔熱材料，其構(gòu)成組分及重量百分比分別為 納米級的無機(jī)粉料為納米二氧化硅或氣相二氧化硅粉末，其粒徑為5 200納米， 用量為5 95% (重量)，最佳為20 70% (重量)； 納米級的或者微米級的二氧化鋯粉末或者納米級或者微米級的硅酸鋯粉末，其粒 徑為5 200納米或者3 IO微米，用量為5 50% (重量)，最佳為15 35% ;
納米級的或者微米級的三氧化二鋁粉末，其粒徑為5 200納米或者3 10微米， 用量為5 30% (重量)，最佳為8 15% (重量)；
增強(qiáng)用纖維用量為3 15% (重量)。 按重量配比將納米級二氧化硅或氣相二氧化硅粉末、二氧化鋯粉末或者硅酸鋯粉 末、三氧化二鋁粉末在干態(tài)下與增強(qiáng)用纖維混合，加入溶劑，溶劑用量以適合混合料成型為 準(zhǔn)，將濕態(tài)的混合料放到模具中加壓，脫模后自然干燥或者在干燥爐中干燥或者在超臨界 設(shè)備中干燥。由此制得的納米級隔熱材料，其密度在100 500Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)在80(TC時(shí) 0. 035 0. 055W/mK，比陶瓷纖維的800°C時(shí)0. 12 0. 20W/mK低得多，是一種非常好的納米 級隔熱材料。
權(quán)利要求
一種納米級隔熱材料，其特征在于其構(gòu)成組分及重量百分比分別為納米級二氧化硅粉末5～95％納米級或微米級二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末5～50％增強(qiáng)用纖維3～15％加溶劑至 100％。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級隔熱材料，其特征在于所述納米級二氧化硅粉末包括氣相二氧化硅粉末，粒徑為5 200納米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級隔熱材料，其特征在于所述二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末，其粒徑為5 200納米或者3 10微米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級隔熱材料，其特征在于所述增強(qiáng)用纖維為無機(jī)質(zhì)短纖維和/或連續(xù)纖維，包括玻璃纖維、巖棉、硅酸鋁纖維、氧化硅纖維、氧化鋁纖維、高硅氧纖維或莫來石纖維，長度為3 20毫米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級隔熱材料，其特征在于所述溶劑包括正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇以及水的一種或者兩種以上的混合，上述溶劑除水之外的四種有機(jī)溶劑是工業(yè)級的，或者是無水級的化學(xué)純級的有機(jī)溶劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米級隔熱材料，其特征在于所述正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇以及水按重量比i : 0.5 : 0.5 : 0.5 : i混合使用；所述水包括普通水或純凈的去離子水。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級隔熱材料，其特征在于還添加納米級或者微米級的二氧化鈦粉末，納米級或者微米級的三氧化二鋁粉末，或者其他無機(jī)硅酸鋁、氧化鈣、氧化鎂納米級或者微米級粉末，其粒徑為5 200納米或者3 10微米，添加量均為5 30% 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級隔熱材料，其特征在于其構(gòu)成組分及重量百分比分別為納米級二氧化硅粉末 20 70%納米級或微米級二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末 15 35 %增強(qiáng)用纖維 5 10%加溶劑至 100%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米級隔熱材料，其構(gòu)成組分及重量百分比分別為納米級二氧化硅粉末5～95％；納米級或微米級二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末5～50％；增強(qiáng)用纖維3～15％；加溶劑至100％。本發(fā)明具有原料容易取得、生產(chǎn)簡單、成本低廉等特點(diǎn)，不需要特殊的專門的設(shè)備，制得的納米級隔熱材料，其密度在100～500Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)在800℃時(shí)0.030～0.055W/mK，比陶瓷纖維的800℃時(shí)0.12～0.20W/mK低得多，是一種非常好的納米級隔熱材料，具有廣闊的應(yīng)用前景，廣泛應(yīng)用于高溫隔熱、低溫隔熱和保冷等隔熱節(jié)能領(lǐng)域的各個(gè)方面。
文檔編號C09K3/00GK101705075SQ20091022891
公開日2010年5月12日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者劉禮龍 申請人:劉禮龍