[发明专利]一种轻质高强纳米级微孔隔热材料

说明书

本发明公开了一种轻质高强纳米级微孔隔热材料，构成体积和重量百分比分别为：亚微米级的二氧化硅粉末（占成品总体积的）30～65%；纳米级二氧化硅粉末（重量占亚微米级的二氧化硅粉末重量的）0～20%；微米级气孔的隔热材料颗粒料（占成品总体积的）20～60%；增强用无机纤维（重量占亚微米级的二氧化硅粉末重量的）0.1～25%。本发明制得的轻质高强纳米级微孔隔热材料，其密度在300～450Kg/m3,导热系数在600℃时0.050～0.080W/mK,抗压强度为0.5～2.0MPa,比同等密度陶瓷纤维板、微孔硅酸钙板传统隔热材料低1倍(600℃时0.12～0.15W/mK),比轻质隔热砖低2倍（密度500Kg/m3 600℃时0.19～0.20W/mK）,是一种非常好的纳米级微孔隔热材料。

技术领域：

本发明涉及一种轻质高强纳米级微孔隔热材料，其属于高温隔热材料领域。

背景技术：

市场上已有的纳米级微孔隔热材料，采用100%纳米级微孔粉末原料，由此制得的纳米级微孔隔热材料隔热性能非常好，比如市场流行的950型和1100型纳米级微孔隔热材料，采用原生二氧化硅粉末的粒子直径为7纳米左右，由这种纳米粉末形成的团聚体气孔在20～30纳米，导致固体的传导传热很小，同时，在材料中加入反红外射线的耐火粉末添加物（主要为纳米级或者微米级的碳化硅和硅酸锆粉末，参见专利：CN102838342B（晖能），EP1340729A1（德国），使得红外辐射传热也降到了很低的水平，再加入增强纤维，压制成块状的具有纳米级别气孔的隔热材料，密度为250Kg/m3,600℃导热系数0.026～0.035W/mK。但是，由于采用了50%以上体积比或者重量比的纳米级二氧化硅或者氧化铝粉末原料，其成本非常高，不利于大量推广；另外，950型和1100型纳米级微孔隔热材料的产品的抗压强度不高（密度230～450Kg/m3），与现有的传统隔热保温材料（如陶瓷纤维板和微孔硅酸钙板，密度一般200～450Kg/m3）接近，抗压强度为0.3～0.5MPa,限制了上述纳米级微孔材料和传统隔热材料产品在需要一定压力场合的应用。

目前市场上流行的另外一种纳米级微孔隔热材料，见专利(发明专利201810508383.1 南京紫阳新材料)，采用亚微米的二氧化硅粉末和纳米级微孔二氧化硅粉末为主要原料，添加增强无机纤维，制得密度450～700Kg/m3,导热系数在600℃时0.050～0.080W/mK,抗压强度0.5～2.5MPa，产品抗压强度远大于专利：CN102838342B，EP1340729A1（950型和1100型纳米隔热材料）。但是，这个专利（发明专利201810508383.1南京紫阳新材料）其产品密度较大（在450Kg/m3以上，为450～700Kg/m3），不利于需要重量轻的隔热材料应用要求。

发明内容：

本发明的目的是克服传统纳米级微孔隔热材料、陶瓷纤维、微孔硅酸钙板抗压强度和密度的不足，提供一种轻质高强度纳米级微孔隔热材料，该隔热材料导热系数低隔热性能好、原料成本低廉、密度小、抗压强度高。

本发明采用如下技术方案：一种轻质高强纳米级微孔隔热材料，构成体积和重量百分比分别为：

亚微米级的二氧化硅粉末 （占成品总体积的 ） 30～65%；

纳米级二氧化硅粉末（重量占亚微米级的二氧化硅粉末重量的）0～20%；

微米级气孔的隔热材料颗粒料（占成品总体积的）20～60%；

增强用无机纤维 （重量占亚微米级的二氧化硅粉末重量的） 0.1～25%。

进一步地，所述亚微米级二氧化硅粉末为工业超细硅灰，比表面积为20～30m²/g，平均粒径为100～300纳米。

进一步地，所述纳米级二氧化硅粉末为气相二氧化硅，比表面积为180～400m²/g，原生粒子粒径为7～10纳米。