[发明专利]一种含有纳米微孔结构的氧化铝纤维制品的制备方法

说明书

本发明属于轻质隔热材料领域，具体涉及一种含有纳米微孔结构的氧化铝纤维制品的制备方法。涉及的一种含有纳米微孔结构的氧化铝纤维制品的制备方法，将氧化铝纤维板浸渍于混合有树脂的无水乙醇中一段时间，接着将其置于干燥箱中烘干，之后进行氮化热处理，形成一种含有纳米微孔结构的氧化铝纤维制品。本发明所制备的氧化铝纤维制品经浸渍树脂并热处理后产生了大量的纳米微孔，进一步降低了材料的热导率，碳结合同时又提高了其机械强度，具有高耐压强度、低热导率、低密度的特点。

技术领域

本发明属于轻质隔热材料领域，具体涉及一种含有纳米微孔结构的氧化铝纤维制品的制备方法。

背景技术

隔热材料，即为能阻滞热流传递的材料，又称绝热材料，它具有低密度、高气孔率、低热导率等特点。根据所组成材料的不同，隔热材料主要可以分为以下几类：金属隔热材料、陶瓷隔热材料、碳基复合隔热材料、纤维隔热材料。含碳复合材料在高温条件下耐氧化性能较差，须在惰性气氛保护下才能使用，否则材料就会被氧化，失去隔热性能。纤维隔热材料是由无机粘结剂粘连耐高温陶瓷纤维构成的多孔材料，具有低密度、耐高温、低热导率、抗热震性能较好的优点，由耐高温陶瓷纤维制成的隔热瓦被广泛应用在航空航天领域。耐高温陶瓷纤维有氧化铝纤维、高铝纤维、莫来石纤维等，其中莫来石纤维由于具有良好的耐高温性能而应用范围较广。

多孔材料是由众多气孔分布在基体材料中而形成的一类材料，因其具有良好的化学稳定性、热稳定性、以及多孔结构可用作过滤器、敏感元件、隔热材料等，目前多孔材料已被广泛应用于冶金、化学、能源、环保、航天等众多领域。随着科技的发展，对于多孔材料的性能提出了更高的要求，要求其孔径更小，孔隙率更高，使其具有较低的热导率，成为性能优异的隔热材料。

已公开的专利号CN101135131B描述了一种无机纤维板及其制法，其使用无机纤维棉为主要原料加入填料、有机结合剂、添加剂后搅拌制成浆料，采用湿法真空成型、烘干后煅烧制成无机纤维板、因其纤维棉中氧化铝含量为40～50wt%，氧化铝含量较低，机械强度不高；已公开的专利号CN109320273A描述了一种改进的氧化铝纤维板制品，其在已有的纤维板制备工艺基础上，采用碱性硅溶胶为无机粘结剂，掺杂近红外遮光剂如金红石型钛白粉或六钛酸钾晶须，制得低密度、高强度纤维板；但目前关于含有纳米微孔结构的氧化铝纤维制品的制备尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提出一种含有纳米微孔结构的氧化铝纤维制品的制备方法，将氧化铝纤维板浸渍树脂经热处理后形成大量的纳米微孔，进而能够进一步降低隔热材料的热导率，同时碳结合能够提高其机械强度。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种含有纳米微孔结构的氧化铝纤维制品的制备方法，制备方法为：将氧化铝纤维板浸渍于混合有树脂的无水乙醇中一段时间，接着将其置于干燥箱中烘干，之后进行氮化热处理，形成一种含有纳米微孔结构的氧化铝纤维制品，具体步骤如下：

1）氧化铝纤维板的制备：

将已准备好的氧化铝纤维短切后投入水中，向其中掺入氧化铝微粉并搅拌使之混合均匀，在搅拌过程中逐滴加入硅溶胶水溶液作为粘结剂，充分搅拌均匀获得粘稠浆料，将浆料倒入模具中，经过机械加压和真空抽滤成型后得到纤维板湿坯；将湿坯放入干燥箱中烘干，然后再放入高温电炉中烧结得到氧化铝纤维板；

2）含树脂的无水乙醇的配置：

将树脂按比例溶解于无水乙醇中，并搅拌均匀得到溶液；

3）浸渍：

将氧化铝纤维板置于步骤2）所得的溶液中真空浸渍；

4）干燥：

将步骤3）浸渍后的氧化铝纤维板先自然放置干燥，再放入干燥箱中烘干，得到干燥的纤维制品；

5）热处理：