[发明专利]一种防隔热集成一体化材料及其制备方法

权利要求书

1.一种防隔热集成一体化材料，其特征在于，该防隔热集成一体化材料包括隔热层、增强层和防热层，所述隔热层包括位于冷面层的硅基纳米隔热材料和位于热面层的梯度铝硅基纳米隔热材料，两层隔热材料以块体的形式形成十字拼接，所述隔热层中硅基纳米隔热材料与梯度铝硅基纳米隔热材料的含硅面相靠近；所述硅基纳米隔热材料通过复合粉料A模压成型得到，复合粉料A包括纳米二氧化硅粉体、无机纤维和遮光剂，所述纳米二氧化硅粉体、无机纤维和遮光剂三者的质量配比为(14～20)：(1～5)：1；所述梯度铝硅基纳米隔热材料通过复合粉料A和复合粉料B模压成型得到，复合粉料A与硅基纳米隔热材料中所用复合粉料A一致，复合粉料B包括纳米氧化铝、无机纤维和遮光剂，所述纳米氧化铝、无机纤维和遮光剂三者的质量配比为(15～20)：(1～5)：1；所述梯度铝硅基纳米隔热材料模压成型的步骤如下：将所需质量的复合粉料A放入成型模具中，置于压力成型机中，施加0.25～2MPa压力，保压0.5～4h，再加入所需质量的复合粉料B，施加0.5～10MPa压力，保压1～24h，脱模得到梯度铝硅基纳米隔热材料；

所述增强层包括第一增强层和第二增强层，所述第一增强层为1～3层六面包覆硅基纳米隔热材料块体和铝硅基纳米隔热材料块体的氧化铝复合材料，所述第二增强层为3～20层氧化铝复合材料，与隔热层的热面层粘接；所述防热层为1～3层整体包覆隔热层和增强层的氧化铝复合材料。

2.根据权利要求1所述的防隔热集成一体化材料，其特征在于，复合粉料A中，所述纳米二氧化硅为火焰硅灰、白炭黑或气相二氧化硅中的一种或几种；所述无机纤维为短切纤维，为玻璃纤维、石英纤维、氧化铝纤维、硅酸铝纤维、玄武岩纤维或莫来石纤维中的一种或几种；所述遮光剂为二氧化钛、氧化锆、碳化硅、三氧化二铁中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的防隔热集成一体化材料，其特征在于，所述硅基纳米隔热材料模压成型的步骤如下：将所需质量的复合粉料A放入成型模具中，置于压力成型机中，施加0.5～10MPa压力，保压1～24h，脱模得到硅基纳米隔热材料。

4.根据权利要求1所述的防隔热集成一体化材料，其特征在于，复合粉料B中，所述无机纤维为短切纤维，为石英纤维、氧化铝纤维、硅酸铝纤维或莫来石纤维中的一种或几种；所述遮光剂为二氧化钛、氧化锆、碳化硅中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的防隔热集成一体化材料，其特征在于，所述第一增强层、第二增强层和防热层中，氧化铝复合材料的主要构成是氧化铝纤维布，且相邻两层氧化铝纤维布之间涂布有粘接剂。

6.根据权利要求5所述的防隔热集成一体化材料，其特征在于，所述第二增强层通过以下方法制备得到：将3～20层氧化铝纤维布相邻两层间刷涂粘接剂，表面施加不小于50kg/m2 的盖板，置于烘箱中80～110℃、干燥3～24h。

7.根据权利要求1所述的防隔热集成一体化材料，其特征在于，该防隔热集成一体化材料中，氧化铝纤维布的占比为12～40wt％、纳米二氧化硅的占比为40～60wt％、纳米氧化铝的占比为10～30wt％、无机纤维的占比为5～20wt％、遮光剂的占比为1～15wt％，粘接剂的质量为以上各成分质量总和的60～190wt％；该防隔热集成一体化材料的整体密度≤0.60g/cm 3 、室温热导率≤0.039W/(m·K)、弯曲强度≥3.00MPa、1200℃加热30min后，背面温度≤130℃。

8.一种权利要求1至7之一所述的防隔热集成一体化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按比例将纳米二氧化硅粉体、无机纤维和遮光剂在高速混合机中搅拌分散，充分分散混合后得到复合粉料A；根据隔热材料的密度要求计算所需复合粉料A的质量；将所需质量的复合粉料A放入成型模具中，置于压力成型机中，施加0.5～10MPa压力，保压1～24h，脱模得到硅基纳米隔热材料；

按比例将纳米氧化铝、无机纤维和遮光剂在高速混合机中搅拌分散，充分分散混合后得到复合粉料B；根据设计的复合粉料B和复合粉料A的厚度和密度计算所需复合粉料A和B的质量；将所需质量的复合粉料A放入成型模具中，置于压力成型机中，施加0.25～2MPa压力，保压0.5～4h，再加入所需质量的复合粉料B，施加0.5～10MPa压力，保压1～24h，脱模得到梯度铝硅基纳米隔热材料；

分别将得到的硅基纳米隔热材料和梯度铝硅基纳米隔热材料进行分块处理；将粘接剂刷涂在氧化铝纤维布上，并将分块后的硅基纳米隔热材料和梯度铝硅基纳米隔热材料六面包覆，包覆层数为1～3层，形成第一增强层；

将3～20层氧化铝纤维布相邻两层间刷涂粘接剂，表面施加不小于50kg/m 2 的盖板，置于烘箱中80～110℃、干燥3～24h，形成第二增强层；

将分块的梯度铝硅基纳米隔热材料放置在热面层，硅基纳米隔热材料放置在冷面层，硅基纳米隔热材料与梯度铝硅基纳米隔热材料的含硅面相靠近，两层形成十字拼接；再在热面层刷涂粘接剂并增加第四步得到的第二增强层，最后再采用刷涂粘接剂的氧化铝纤维布进行整体包覆，包覆层数设计为1～3层；将包覆好的材料放入模具中进行整体压力成型，施加0.5～10MPa压力，保压1～24h，获得防隔热集成一体化材料。