[发明专利]一种栓皮栎树皮软木与氧化铝制成的复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及隔热保温材料技术领域，特别涉及一种利用软木天然的细胞结构和阻燃特性制备软木氧化铝多孔复合材料，尤其是一种栓皮栎树皮软木与氧化铝制成的复合材料及制备方法，包括如下重量份数的组分：氧化铝70‑98份、软木1‑25份、粘结剂1‑5份，本发明以软木为造孔剂，利用软木天然的细胞结构和阻燃特性制备软木/氧化铝多孔复合材料，孔径分布与孔隙率可调；利用本发明制备的软木/氧化铝多孔复合材料气孔率高、密度小、压缩强度高、导热率低，具有良好的隔热保温特性，可用于高温窑炉的炉衬材料，有效解决我国高温炉衬材料匮乏的难题，对实现节能减排和提高软木产品附加值有重要意义；可广泛应用于高温炉、建筑、交通运输、航空航天等隔热保温领域。

技术领域

本发明涉及隔热保温材料技术领域，特别涉及一种利用软木天然的细胞结构和阻燃特性制备软木氧化铝多孔复合材料，尤其是一种栓皮栎树皮软木与氧化铝制成的复合材料及制备方法。

背景技术

高温窑炉是冶金、电力、建材、石化等高温过程工业的核心装备，其能耗约占我国工业总能耗的60%，热效率平均低于30%（国际≥50%）。现代工业炉的大型化和高效化以及新工艺的发展对炉衬材料的功能和寿命提出了更高的要求。

氧化铝多孔陶瓷是一种高孔隙率、高强度、耐气流冲刷性和抗热震性能良好的材料。由于气孔中含有大量静态空气，氧化铝多孔陶瓷具有较低的导热系数，其固有的耐高温、抗腐蚀性使之成为工业窑炉中最为常用的节能减排材料。

软木是栓皮栎的外层树皮，微观组织由横断面为六棱柱体的木栓细胞呈蜂窝状排列组成，细胞直径20-40μm，细胞壁厚度1-2μm，细胞间无导管，相邻细胞间由软木脂填缝，每个细胞为不透气、不透液的密封单元，细胞内静止空气占单位体积的70%。这种特殊的结构使得软木具有密度低、弹性高、导热系数低、绝热、吸振、吸声、不透水、耐磨等优异性能，可用于热流较低的零部件或部位的防热和隔热，主要使用在火箭、导弹、航天、核潜艇等尖端领域。

目前，我国对软木材料的研究和应用尚处于起步阶段，软木产业相对落后，产品以软木砖、软木纸等初级产品为主，产品附加值低，产业竞争力不足。

为解决现有技术中存在的不足之处，本申请特此研发出了一种栓皮栎树皮软木与氧化铝制成的复合材料及制备方法。

发明内容

本发明为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：一种软木氧化铝多孔复合材料，包括如下重量份数的组分：氧化铝70-98份、软木1-25份、粘结剂1-5份。

在上述任一方案中优选的是，所述氧化铝为高温氧化铝，纯度99%，粒径为10-20μm。

在上述任一方案中优选的是，所述软木为颗粒状，粒径为0.1-1mm。

在上述任一方案中优选的是，所述粘结剂为酚醛树脂、脲醛树脂胶、环氧树脂或聚氨酯中的一种或多种。

本发明还提供一种软木氧化铝多孔复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(a) 对软木进行烘干、粉碎、研磨、过筛，得到粒径为0.1-1mm的软木粒子；

采用烘干、粉碎、研磨、过筛的多步操作工步可以更好地保证所得的软木粒子的纯净度与质量，保证其能达到所需的材料性能。

(b)将氧化铝粉、软木粒子和粘结剂进行混合，得到软木/氧化铝复合粉体；

采用合适比例组分的氧化铝粉、软木粒子和粘结剂进行混合，并在混合时采用球磨、搅拌混合、超声混合、研磨混合中的一种或多种进行少量、多次逐步混合的方式，可以更好地保证物料混合的均匀度，保证物料粘接的均匀度，提高得到的软木/氧化铝复合粉体的质量，保证材料质地均匀。

(c)复合粉体经室温冷压成型得到软木/氧化铝复合材料坯体；

(d)上述坯体经常压烧结得到软木/氧化铝多孔复合材料。