[发明专利]一种高强改性型绝热材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高强改性型绝热材料的制备方法，属于绝热材料技术领域。本发明以聚锆氧烷为原料制备了ZrC前驱体，包覆以竹纤维水解制备的纤维素并静电纺丝，制备得静电纺丝改性的高强纤维，通过制备的陶瓷纤维包覆炭化的碳纤维，以碳纤维为材料主体，有效改性硅橡胶材料的力学性能和强度，使绝热材料具有优异的力学性能；且本发明以包覆改性的纤维为材料的改性主体，通过短切纤维之间的相互缠绕和包裹，有效提高材料内部缠结性能，在材料受力时有效卸力并大幅度提高材料，同时本发明通过陶瓷包覆碳纤维表面，有效改善增强纤维的分散性能，使其在材料内部形成有效分散并难以发生团聚，有效改性材料的受力均匀性能，从而有效提高材料的力学性能。

技术领域

本发明涉及一种高强改性型绝热材料的制备方法，属于绝热材料技术领域。

背景技术

绝热材料一般认为是指不易传热、对热流具有显著阻抗性能的单一材料或复合材料。随着时代的发展，绝热材料的内涵也在不断发生变化。按照20世纪50年代的定义，导热系数不大于0.23W/（m·K）的材料即为绝热材料。今天对绝热材料比较普遍接受的定义是指只有那些在平均温度等于或者小于350℃时，导热系数不大于0.174 W/（m·K），密度不大于350kg/m³的材料。到20世纪90年代《设备及管道保温技术通则》规定导热系数不大于0.12W/（m·K）的材料，才可称为绝热材料。同时，人们将导热系数小于或者等于0.055W/（m·K）的绝热材料称为高效绝热材料。

现有很多绝热材料的应用领域，不但要求具有隔热、绝热作用，还要求材料具有一定的强度、憎水、防火等其它综合特殊性能。如船舶用硅酸钙隔仓板，要求轻质、高温、防火、材料担负起多种功能。针对各种绝热材料生产和使用过程中的问题加以改进和提高，如聚氨酯泡沫塑料向无氟里昂发光及提高阻燃性方向发展，硅酸钙绝热材料向超轻型全憎水方向发展，因此全憎水性是绝热材料重要发展方向。提高现有绝热材料的技术和性能使绝热材料向更轻型或者超轻型发展。目前使用的绝热材料在应用上都存在着不同的缺陷，硅酸钙在含湿气状态下，易存在腐蚀性的氧化钙，并长时间内保有水分，导致材料力学性能较差，所以如何制备一种高强型绝热材料是本发明技术方案的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对绝热材料在湿气环境下易存在腐蚀性氧化钙，绝热材料力学性能差的问题，提供了一种高强改性型绝热材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按质量比1:10，将100目毛竹球磨颗粒添加至氢氧化钠溶液中，水浴加热，过滤并收集滤饼，用次氯酸钠溶液冲洗后，得洗涤滤饼并按质量比1:5，将洗涤滤饼与醋酸溶液搅拌混合，水浴加热，静置冷却至室温，离心分离，收集下层沉淀并用洗涤、干燥、球磨、过筛，得球磨粉末；

（2）按质量比1:10，将聚锆氧烷添加至二甲苯溶液中，在45～50℃下水浴加热，得溶解液，再按质量比1:15，将聚酰亚胺添加至溶解液中，搅拌混合得改性凝胶；

（3）按质量比1:15，将球磨粉末添加至改性凝胶中，超声分散，得改性凝胶液并添加至静电纺丝装置中，静电纺丝处理并收集纺丝纤维，静置冷却至室温并剪切，得短切纤维；

（4）按重量份数计，分别称量55～60份硅橡胶、10～15份短切纤维、2～3份促进剂TMTD、1～2份橡胶固化剂DBTU和6～8份白炭黑置于开炼机中，混炼均匀并收集混炼胶，将混合胶置于平板硫化机下，硫化处理，静置冷却至室温，即可制备得一种高强改性型绝热材料。

步骤（1）所述的次氯酸钠溶液为质量分数10％次氯酸钠溶液。

步骤（3）所述的静电纺丝处理为在正负极电压为15kV，接受距离为20cm，控制喷头直径为0.5mm下静电纺丝处理。

步骤（4）所述的硫化处理为在5～8MPa、155～170℃下硫化处理。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：