[发明专利]一种高温型不烧纳米微孔绝热材料的组成及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温型不烧纳米微孔绝热材料组成及其制作方法。属于不烧绝热材料领域。

背景技术

随着世界范围内的能源紧缺，节能成为人们十分关注的问题。寻求轻质、高效的保温材料已是当务之急.高性能纳米微孔绝热材料是一种基于纳米微孔隔热原理研制的高性能隔热耐火材料，具有非常低的热传导率，即便在高温条件下依然如此，其保温效果是陶瓷纤维，隔热砖等传统耐火材料的3至4倍，阻断热传递的效率甚至优于空气，是节约能源和消耗的极有效途径，

国内虽有相关纳米微孔材料的介绍，但由于纳米微孔材料组成、工艺上的复杂性，特别是成型的困难，因此至今形成产业化的很少，即使有很少产业化的产品，但在产品的线变化率大、使用温度低。使用温度在1000℃以上的纳米微孔绝热材料鲜有报道，本发明欲提供的1250℃高性能纳米微孔绝热材料填补了高温型纳米绝热材料的空白。

USP.6,818,273公开了一种具有微孔结构的保温材料组成物，它包含30～90％微细的金属氧化物粉体，并在表面覆盖了有助于提高热阻的云母层。但该保温材料的使用温度仅为620℃。

USP.6,921,506保温材料组成物包含10-100％二氧化硅微粉；0.5-6％碳粉；0-40％红外遮光剂；0-50％无机轻质填料，如气相二氧化硅，珍珠岩，膨胀粘土，玻璃微珠等。无机轻质填料虽然有助于提高保温材料的气孔率，提高强度和绝热性能，但其中有些原料，如膨胀珍珠岩，玻璃微珠等，将不利于材料的高温稳定性。组成物中还引入了2-10％无机纤维，如E-玻璃，S-玻璃，R-玻璃，ECR-玻璃，C-玻璃，A-玻璃或其它陶瓷纤维，这些玻璃纤维同样不利于保温材料高温性能。

CN102659437A公开的保温材料组成物以废粉料作为红外遮光剂，与纳米二氧化硅、无机增强纤维复合，其导热系数为0.037W/mk(800℃)，但900℃/12小时保温，样品的线收缩达到2％左右。

CN102976710A公开的纳米微孔保温材料以红外遮光剂，与纳米二氧化硅、无机纤维复合而成，经过800℃烧结一小时得到目标物，1000℃/12小时保温，样品的线收缩为0.5％左右。此种通过在800℃下烧结的方法降低纳米绝热材料的线收缩，但会使生产周期增长，也会耗费能源，而且最高使用温度为1000℃。

综上所述，当前能使用温度≥1200℃～1250℃的不烧纳米微孔绝热材料稀有报道，所以本申请拟根据冶金、建材等行业对高效绝热材料的迫切需求，提供了一种使用温度大于1200℃，最高使用可达1250℃的高性能纳米微孔绝热材料的组成及其制造方法，本发明提出的纳米微孔绝热材料组成不仅克服了当前绝热材料的使用温度的限制，而且更是在结构上加以改进，避免产品成型时膨胀造成的弯曲变形和开裂。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高温型不烧纳米微孔绝热材料的组成及其制造方法，克服现有技术中存在的缺陷，为了叙述清楚起见，本发明特作以下定义：所述的高温型不烧纳米微孔绝热材料是指按本发明所述的绝热材料的组成经后机压压制的目标物，满足现有行业的要求。

本发明所述的纳米微孔绝热材料及其制造方法，其特征在于，所述纳米微孔绝热材料由包括下列步骤的制备方法制得：

(1)将包括纳米级二氧化硅、红外遮光剂、增强纤维及耐火微粉物质等原料分别称量；

(2)称量后，在高速搅拌机中高速分散均匀；组成中平均粒径为20～40纳米，增强纤维的直径为7～9微米，长度为5～10mm(根据材料厚度选择)。堆积密度为30～50Kg/m³。

(3)将混合好的组成为用布料机加到成型模具中，模框、底板、上冲头分别开通贯通孔，孔径为0.5～1mm，以5～10mm等距分布(具体孔径和分布根据板材厚度选择)。在模具底板和上冲头上铺垫筛网和无纺布；

(4)启动压机，使用压力为10～25MPa，直到规定位置保压后卸载压力，得到发明所述的纳米微孔绝热材料。如附图1：

其中，以所用原料的总重量为100％计，纳米级二氧化硅占10wt％～80wt％，红外遮光剂占10wt％～30wt％，无机增强纤维占3wt％～10wt％，耐火微粉物质占5wt％～50wt％；

所述红外遮光剂为能吸收或分散红外辐射的物质，所述增强纤维为高性能无机纤维。

所述纳米微孔绝热材料的导热系数为0.025W/mk～0.030W/mk(800℃)，耐压强度为250KPa～400KPa，1150℃/12小时保温，所述纳米微孔绝热材料的线收缩小于2％，可在1250℃下长期使用。