[发明专利]气相纳米SiO2-Al2O3复合介孔隔热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机非金属材料制造技术领域，特别涉及一种气相纳米SiO₂-Al₂O₃复合介孔隔热材料及其制备方法。 

背景技术

迄今为止，国内外报道的纳米孔超级隔热材料大多数以SiO₂气凝胶为主的超级隔热材料，二氧化硅气凝胶是一种新型的轻质纳米多孔材料，具有密度低、表面积大和孔隙率高等优点，尤其具有较低的热导率和良好的隔热性能，因此可用作隔热性能优异的超级隔热材料，但SiO₂气凝胶高温稳定性差，长期使用温度不高于700℃，因而难以在更高使用温度环境下使用，其不宜长期高温使用主要源于它本身特点：其一，气凝胶在高温下对3-8μm的近红外热辐射具有较强的透过性，高温阶段遮挡红外辐射能力差，导致气凝胶热导率随温度的升高而上升；其二，SiO₂气凝胶由纳米SiO₂颗粒堆积而成，纳米颗粒比表面积高，但热稳定性低，高温下易熔化烧结，通常在超过700℃长时间使用时会导致材料致密化，内部纳米孔隙结构被破坏的问题，导致了气凝胶在高温使用时线性收缩性变大，从而限制了其在一些高温窑炉中的使用。正是由于以上这两方面限制了SiO₂气凝胶隔热材料在高温领域中的应用。 

气相二氧化硅由于具有体积密度小、气孔分布均匀、力学性能好和导热系数低的优点，相对比于气凝胶，其制备工艺简单，使它成为当今最为青睐的纳米粉末隔热材料载体，中国专利CN201210081019.4、CN201210573808.X、CN200810226164.0、CN201010295819.7等都纷纷介绍了利用气相二氧化硅隔热材料的制备方法。但是使用气相二氧化硅为骨料制备的绝热板通常在超过800℃长时间使用时会导致材料致密化，也难以在更高温度下使用。 

由于加热线收缩率是衡量隔热材料最高使用温度的重要指标，而不管二氧 化硅气凝胶还是气相二氧化硅纳米粉末基隔热材料在超过800℃长时间使用时会导致材料致密化，内部纳米孔隙结构被破坏的问题，针对这一现象，人们迫切希望有一种能耐高温的轻质隔热材料出现。 

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种高温轻质气相纳米SiO₂-Al₂O₃复合介孔隔热材料，解决了SiO₂气凝胶隔热材料及气相法SiO₂隔热材料耐高温时易致密及力学脆性问题。 

为实现上述技术目的，具体技术方案如下： 

一种气相纳米SiO₂-Al₂O₃复合介孔隔热材料，其由以下质量百分比的组分制备而成：气相纳米二氧化硅粉体10～70%，气相纳米氧化铝粉体10～70%，增强纤维3～10%，红外遮蔽剂8～20%，无机填料3～7%，上述各组分质量百分比的总和为100%。 

在其中一些实施例中，所述气相纳米SiO₂-Al₂O₃复合介孔隔热材料由以下质量百分比的组分制备而成：气相纳米二氧化硅粉体15～60%，气相纳米氧化铝粉体15～65%，增强纤维5～7%，红外遮蔽剂10～13%，无机填料4～6%，上述各组分质量百分比的总和为100%。 

在其中一些实施例中，所述气相纳米二氧化硅粉体的平均粒径为5nm～70nm；所述气相纳米二氧化硅粉体中二氧化硅的含量为95wt%以上；所述气相纳米二氧化硅粉体的比表面积为50m²/g～400m²/g； 

所述气相纳米氧化铝粉体的平均粒径为5nm～50nm；所述气相纳米氧化铝粉体中氧化铝含量为95wt%以上；所述气相纳米氧化铝粉体的比表面积为30m²/g～400m²/g。