[发明专利]一种缝合型柔性纳米隔热材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种缝合型柔性纳米隔热材料及其制备方法。该材料为基于网格式布局上下贯穿的缝合方式的缝合型柔性纳米隔热材料。以纳米粉体、陶瓷纤维及红外遮光剂为主要原料，通过混合分散和组装压制获得刚性纳米隔热材料；将压制好的刚性纳米隔热材料作为芯层材料，柔性包覆体作为外层面板，以耐高温纤维线为缝合线，依次按照“面板‑芯层‑面板”的顺序以网格式布局缝合方式对材料进行包覆，最终获得缝合型柔性纳米隔热材料。该方法制备的材料具有良好的抗扭曲和隔热性能，未来在隔热、保温等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种缝合型柔性纳米隔热材料的制备新方法，具体涉及一种多层复合的柔性纳米材料制备方法。

背景技术

纳米隔热材料是由纳米粉体和纤维增强体为主体原料，以干法分散，通过模压成型获得的新型隔热材料，其具有轻质、耐高温和导热系数低的特点。但是干法压制的纳米隔热材料没有柔性，难以适应复杂曲率物体的柔性包覆，限制了材料的应用。

现阶段，纳米隔热材料柔性化主要采用柔性增强体来实现，常用的方法包括真空包覆、复合粘结包覆以及缝合包覆等。真空包覆是指以有机密封材料或铝箔等物质为柔性增强体，将待包覆物真空密封，该种方法的主要缺陷就是柔性增强体耐温性不足，很难在600度以上的高温使用。复合粘结包覆是指采用大量无机胶粘结，将材料粘结在柔性增强体上，实现柔性强化，该种方式要求材料厚度较薄，且大量无机粘结剂的引入也会导致材料整体导热系数大大增加。传统的缝合法是指采用两层缝合布将材料包裹在内部，将边缘进行缝合，该种方法简单有效，但是易造成材料的柔性弯折过程，易造成材料内部散乱，进而导致材料局部隔热性能降低甚至失效。因此，急需开发出一种新型的简单高效柔性纳米隔热材料制备方法，克服现有方式方法的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性纳米隔热材料的制备方法，是一种基于网格式布局上下贯穿的缝合方式的新型三明治结构柔性纳米隔热材料制备新方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种缝合型柔性纳米隔热材料的制备方法，包括以下步骤：

1)以纳米粉体、陶瓷纤维及红外遮光剂为主要原料，通过混合分散和组装压制获得刚性纳米隔热材料；

2)以三明治结构为设计思路，将压制好的刚性纳米隔热材料作为芯层材料，柔性包覆体作为外层面板，依次按照“面板-芯层-面板”的顺序进行铺敷，获得三明治结构复合材料；

3)以耐高温纤维线为缝合线，采用缝合工具以网格式布局缝合方式对三明治结构复合材料进行包覆，最终获得缝合型柔性纳米隔热材料。

进一步地，步骤1)，纳米粉体包括纳米氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米碳化硅、纳米碳粉等材料；陶瓷纤维为石英纤维、高硅氧纤维、硅酸铝纤维、氧化锆纤维、莫来石纤维以及氧化铝纤维等材料；红外遮光剂为石墨微粉、碳化硅微粉、氧化锆粉、二氧化钛微粉以及钛酸钾晶须等可抗红外辐射的组分。

进一步地，步骤2)中，芯层材料，即刚性纳米隔热材料，其密度为0.1-0.8g/cm³，材料厚度0.5mm到20mm。

进一步地，步骤1)中，混合分散方式为干法分散或湿法分散；组装压制方式为干法压制或湿法压滤。

进一步地，步骤2)中，柔性包覆体包括耐高温纤维布，包括高硅氧纤维布、石英纤维布、氧化铝纤维布、碳化硅纤维布以及碳布等；耐高温纤维布厚度控制为0.3-3mm。

进一步地，步骤2)中，“面板-芯层-面板”的三明治结构中上下两层的面板可为同一物质，亦可以为不同物质；且上下面板的厚度可以相同也可以不同。

进一步地，步骤3)中，耐高温缝合线包括石英纤维缝线、氧化铝纤维缝线、碳化硅纤维缝线、碳纤维缝线。