專利名稱：一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能性材料，尤其涉及一種復(fù)合隔熱材料，具體涉及一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品。
背景技術(shù)：
隨著坦克、裝甲車輛等武器裝備發(fā)動(dòng)機(jī)功率的不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度已高達(dá)800°C 1000°C，其排氣管的內(nèi)壁溫度在700°C 900°C范圍，然而強(qiáng)烈的熱輻射使得動(dòng)力艙溫度高達(dá)100°C以上，嚴(yán)重影響了傳動(dòng)系統(tǒng)工作的可靠性(潤(rùn)滑油工作上限溫度為105°C)，甚至造成駕駛艙溫度在50°C以上，嚴(yán)重影響了駕駛員安全操作。此外，強(qiáng)烈的熱輻射使戰(zhàn)車發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的車體紅外輻射特征明顯，嚴(yán)重妨礙了戰(zhàn)車的戰(zhàn)術(shù)使用。現(xiàn)有技術(shù)中，常采用各種纖維棉或石棉包裹的方法，以解決上述車輛發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管存在的高溫隔熱問題，然而實(shí)際應(yīng)用中存在下述等技術(shù)問題:①隔熱效果不理想:包裹纖維棉或石棉后排氣管表面實(shí)際溫度在210°C 290°C，嚴(yán)重影響了動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)工作的可靠性和駕乘人員的正常工作，使裝甲車輛兩側(cè)有明顯紅外輻射特征；②纖維棉在700°C下僅使用2000km就開始粉化、脫落，降低了隔熱性能；纖維棉對(duì)皮膚有刺激作用，吸入影響健康，且普通纖維棉浸油、易燃、發(fā)煙，因而影響了發(fā)動(dòng)機(jī)和駕乘人員的安全工作廢棄的石棉制品嚴(yán)重影響環(huán)境；④包裹法操作工藝性差，時(shí)間長(zhǎng)，維修難。經(jīng)研究得知:纖維隔熱材料隔熱效果與纖維直徑和純度有關(guān)，其導(dǎo)熱系數(shù)隨纖維直徑減小及純度提高而降低，但由于受到現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的限制，通過減小纖維直徑和提高純度來降低纖維隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)尚有一定困難。另外考慮到高溫時(shí)熱輻射是傳熱的主要因素，纖維隔熱材料內(nèi)存在的熱輻射，也嚴(yán)重影響了其對(duì)坦克、裝甲車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的高效隔熱作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，該制品具有優(yōu)異的隔熱效果。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:—種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，其特征在于:它是由纖維反射型復(fù)合隔熱材料和保護(hù)層制成的。上述纖維反射型復(fù)合隔熱材料是由隔熱層和反射層交替疊放鋪層而成的，其中，隔熱層采用可有效抑制傳導(dǎo)熱的低導(dǎo)熱纖維隔熱材料，具體采用陶瓷纖維紙、芳綸纖維布等；反射層采用可有效抑制輻射熱的高反射率箔，具體采用鋁箔、鎳箔、鉭箔等；各層材料厚度均控制在0.0lmm 0.2mm。上述保護(hù)層包括包覆層和絲網(wǎng)，有時(shí)根據(jù)需要也還包括外殼。其中，包覆層采用耐高溫耐磨纖維布，具體采用如玻璃纖維布、高硅氧纖維布、聚四氟乙烯高溫布等，這些纖維布耐高溫耐磨，能對(duì)纖維反射型復(fù)合隔熱材料進(jìn)行保護(hù)；絲網(wǎng)和外殼采用耐高溫金屬，具體采用如不繡鋼等材料制得，對(duì)整個(gè)柔性制品進(jìn)行保護(hù)并增加隔熱制品的美觀性。上述纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，是經(jīng)如下所述的制備方法制得的:(I)先對(duì)隔熱層、反射層和包覆層進(jìn)行下料，再在預(yù)處理爐中完成對(duì)隔熱層和包覆層的預(yù)處理，以去除其中的低熔點(diǎn)物質(zhì)和有害物質(zhì)；(2)按照反射層和隔熱層交替疊放鋪層的方式，對(duì)反射層和預(yù)處理后的隔熱層進(jìn)行復(fù)合，實(shí)際應(yīng)用中，進(jìn)行復(fù)合的鋪層順序及厚度的要求，可由各需隔熱部件對(duì)隔熱效果的要求靈活選定；(3)將經(jīng)上述復(fù)合后得到的纖維反射型復(fù)合隔熱材料，根據(jù)具體使用情況及要求的尺寸或樣板進(jìn)行整形、裁剪，例如，若所包覆的隔熱部件為異型件，則將材料放置在相應(yīng)模型上進(jìn)行整形、裁剪，之后再使用預(yù)處理后得到的包覆層進(jìn)行包覆；(4)再采用上述絲網(wǎng)將經(jīng)包覆后的纖維反射型復(fù)合隔熱材料整個(gè)包裹，以對(duì)材料進(jìn)一步保護(hù)，即制得纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品。有時(shí)根據(jù)實(shí)際需要，可以將至少兩個(gè)上述制得的帶有絲網(wǎng)保護(hù)層的經(jīng)包覆后的纖維反射型復(fù)合隔熱材料連接成整體，以滿足多種隔熱需求，或者還可對(duì)上述制品加裝外殼，該外殼采用模具成形或鈑金成形方式制得。上述預(yù)處理，具體是這進(jìn)行的:將芳綸纖維布，于溫度為200°C 300°C下，保溫IOmin 20min ;將陶瓷纖維紙，于溫度為550°C 750°C下，保溫18min 25min ;將玻璃纖維布，于溫度為65CTC 75CTC下,保溫15min 25min ;將高娃氧纖維布，于溫度為90CTC 1100°C下，保溫20min 30min ;將聚四氟乙烯高溫布，于溫度為250°C 350°C下，保溫IOmin 20mino
本發(fā)明具有以下有益效果:本纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品中，隔熱層作為熱阻隔層具有低熱導(dǎo)率，能有效地抑制傳導(dǎo)熱，反射層作為熱輻射反射層具有高反射率，能有效地抑制輻射熱，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)抑制熱傳導(dǎo)和熱輻射的功能，并且通過控制合理的鋪層順序和厚度，在復(fù)合隔熱材料層內(nèi)部形成微氣隙層，進(jìn)一步抑制了對(duì)流傳熱，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流三種熱傳遞方式的有效抑制，具有高效隔熱作用，其隔熱性能大大優(yōu)于目前常用的單一纖維隔熱材料。本發(fā)明中的纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，適用于90°C 1600°C高溫部件隔熱，其隔熱效果優(yōu)異，例如:10mm的隔熱層能將熱面800°C隔熱到冷面190°C以下，800°C高溫下其導(dǎo)熱系數(shù)小于0.025W.!!!—1 Γ1。此外，該制品具有超薄、柔性、整體式結(jié)構(gòu)，拆裝、維修方便，且耐腐蝕，可在海洋氣候環(huán)境下長(zhǎng)期使用，還能抗振動(dòng)、防油浸、不粉化、脫落，可重復(fù)使用。本發(fā)明制品已在40余個(gè)型號(hào)坦克裝甲車輛等武器裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)、車輛排氣管和動(dòng)力艙的隔熱上得到了應(yīng)用，較好地滿足了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、排煙管及其他部件的隔熱要求，產(chǎn)生了顯著的軍事和經(jīng)濟(jì)效益，也為坦克、裝甲車輛等武器裝備人機(jī)環(huán)境的改善和表面紅外輻射特征信號(hào)的降低作出了貢獻(xiàn)。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是，以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
實(shí)施例1一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，具體是作為坦克、裝甲車輛發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪箱隔熱件使用的，它是采用以包括芳綸纖維布作隔熱層、鋁箔作反射層和聚四氟乙烯高溫布作包覆層為原料制成的，各層材料厚度均控制在0.02mm 0.18mm ；具體來說，它是經(jīng)下述制備方法制得的:(I)先對(duì)芳綸纖維布、鋁箔和聚四氟乙烯高溫布進(jìn)行下料，再在加熱爐中對(duì)芳綸纖維布和聚四氟乙烯高溫布進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理是將芳綸纖維布于260°C下，保溫18min，將聚四氟乙烯高溫布于320°C下,保溫12min ；(2)按照鋁箔-芳綸纖維布-鋁箔-芳綸纖維布-鋁箔-芳綸纖維布的順序進(jìn)行交替疊放鋪層的方式，對(duì)鋁箔和預(yù)處理后的芳綸纖維布進(jìn)行復(fù)合，制備一系列厚度范圍的纖維反射型復(fù)合隔熱材料；(3)將所得纖維反射型復(fù)合隔熱材料，放置在渦輪箱木模上進(jìn)行整形、裁剪，之后再使用預(yù)處理后得到的聚四氟乙烯高溫布包覆；(4)按照渦輪箱隔熱所需下料尺寸，選用不繡鋼絲網(wǎng)進(jìn)行下料，制取作為絲網(wǎng)保護(hù)層的上層絲網(wǎng)和下層絲網(wǎng)，并將得到的上、下層絲網(wǎng)邊緣進(jìn)行折邊，之后再將折邊后的上、下層絲網(wǎng)用固定式點(diǎn)焊機(jī)連接，并保留一端填裝經(jīng)包覆后的纖維反射型復(fù)合隔熱材料，之后再用固定式點(diǎn)焊機(jī)連接保留的作為填裝進(jìn)口的一端，即得到本纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，也即得到坦克 、裝甲車輛發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪箱用隔熱件，之后將其固定于發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪箱上即可，其使用性能檢測(cè)數(shù)據(jù)將下表所述。采用實(shí)施例1所述的方法，按照一定的厚度范圍分別制得一系列的所述坦克、裝甲車輛發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪箱用隔熱件，并對(duì)所得的隔熱件樣品進(jìn)行隔熱性能檢測(cè)，得到下表所示的性能檢測(cè)數(shù)據(jù):表I發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪箱隔熱件樣品的隔熱性能檢測(cè)數(shù)據(jù)
復(fù)合隔熱層厚度隔熱層內(nèi)表面溫度/°c
權(quán)利要求
1.一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，其特征在于:它是由纖維反射型復(fù)合隔熱材料和保護(hù)層制成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，其特征在于:所述纖維反射型復(fù)合隔熱材料是由隔熱層和反射層交替疊放鋪層而成的；其中，隔熱層具體采用陶瓷纖維紙、芳綸纖維布；反射層，具體采用鋁箔、鎳箔、鉭箔；其各層材料厚度均控制在0.0lmnT0.2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，其特征在于:所述保護(hù)層包括包覆層和絲網(wǎng)；其中，包覆層具體采用玻璃纖維布、高硅氧纖維布、聚四氟乙烯高溫布；絲網(wǎng)具體采用不繡鋼絲網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，其特征在于，所述纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，是經(jīng)如下所述的制備方法制得的: (1)先對(duì)隔熱層、反射層和包覆層進(jìn)行下料，再在預(yù)處理爐中完成對(duì)隔熱層和包覆層的預(yù)處理； (2)按照反射層和隔熱層交替疊放鋪層的方式，對(duì)反射層和預(yù)處理后的隔熱層進(jìn)行復(fù)合； (3)將經(jīng)所述復(fù)合后得到的纖維反射型復(fù)合隔熱材料，根據(jù)具體使用情況及要求的尺寸或樣板進(jìn)行整形、裁剪，之后再使用預(yù)處理后得到的包覆層進(jìn)行包覆； (4)再采用所述不繡鋼絲網(wǎng)將經(jīng)包覆后的纖維反射型復(fù)合隔熱材料整個(gè)包裹，即制得本纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，其特征在于:所述預(yù)處理，具體是這進(jìn)行的:將芳綸纖維布，于溫度為200°C 300°C下，保溫10mirT20min ；將陶瓷纖維紙，于溫度為550°C 750°C下，保溫18mirT25min ;將玻璃纖維布，于溫度為6500C 750°C下，保溫15mirT25min ;將高硅氧纖維布，于溫度為900°C 1100°C下，保溫20min 30min ;將聚四氟乙烯高溫布，于溫度為250°C 350°C下,保溫IOmin 20min。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，其特征在于:所述保護(hù)層還包括外殼；外殼采用不繡鋼經(jīng)模具成形或鈑金成形方式制得。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，其特征在于:所述保護(hù)層還包括外殼；外殼采用不繡鋼經(jīng)模具成形或鈑金成形方式制得。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，其特征在于:所述保護(hù)層還包括外殼；外殼采用不繡鋼經(jīng)模具成形或鈑金成形方式制得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品。它是由纖維反射型復(fù)合隔熱材料和保護(hù)層制成的。本纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品中，隔熱層作為熱阻隔層具有低熱導(dǎo)率，能有效地抑制傳導(dǎo)熱，反射層作為熱輻射反射層具有高反射率，能有效地抑制輻射熱，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)抑制熱傳導(dǎo)和熱輻射的功能，并且通過控制合理的鋪層順序和厚度，在復(fù)合隔熱材料層內(nèi)部形成微氣隙層，進(jìn)一步抑制了對(duì)流傳熱，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流三種熱傳遞方式的有效抑制，具有高效隔熱作用，其隔熱性能大大優(yōu)于目前常用的單一纖維隔熱材料。
文檔編號(hào)F01N13/14GK103104327SQ20111035763
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者吳護(hù)林, 張隆平, 陳曉琴, 李曉暉, 諸祖渝, 孫彩云, 王征輝, 羅明波 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器工業(yè)第五九研究所