[发明专利]一种可卷曲微纳米多级孔隙陶瓷复合保温材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可卷曲微纳米多级孔隙陶瓷复合保温材料及其制备方法。关键是该复合保温材料为内、外层(2、1)的两层结构，且外层(1)的外表面至内、外层(2、1)的交界面(3)的孔隙度是递增的，内、外层(2、1)的交界面(3)至内层(2)的另一表面的孔隙度是递增的。本发明结合多个组分的不同粒径和组分的改性，具有极佳的阻热传导的性能。

技术领域：

本发明涉及一种高温设备用的无机保温材料，具体地说是一种可卷曲并具有多级孔隙的陶瓷复合保温材料以及制备方法。

背景技术：

高温设备以及高温设备之间的管道均需要设置保温材料，目前高温管道的保温材料主要由软质可卷曲的无机棉制备，如硅酸铝棉、玻璃棉或岩棉，也可使用预先制备成管壳状的具有一定强度但无变形能力的硬质无机保温材料，如硅酸钙材料。无论是上述的软质或硬质保温材料，其通常由一种主要原料，配合多种辅料复合而成，材料内部所形成的孔隙尺寸通常较为单一，使其最佳保温温度区局限在较窄的范围，尤其是在较高温使用时，软质材料容易变形，在保温材料与保温设备如管道之间产生较大的空隙，造成严重的热损失；而硬质材料则容易粉化，失去保温能力。近年来出现了介于软质材料和硬质材料之间的多腔孔陶瓷复合保温材料，其具有一定的可卷曲性，又有一定强度，在较高温下具有较好的保温性能，但是当前的多腔孔陶瓷复合保温材料需要较长的烘干过程，能耗较高，生产周期长，并且在保温性能上仍有不足，卷曲性能也有待提高，因此具有更佳性能的保温材料仍是一个有待解决的问题。

发明内容：

本发明的发明目的是公开一种具有良好的综合性能，使用方便和制备成本较低的陶瓷复合保温材料及其制备方法。

实现本发明的技术解决方案如下：该复合保温材料为内、外层的两层结构，外层按重量份数计的组分是：40份陶瓷纤维、30份陶瓷空心珠、10份纳米级气相型二氧化硅粉、5份聚乙烯醇、5份分散剂和适量水；内层按重量份数计的组分是：40份陶瓷纤维、30份陶瓷空心珠、10份纳米级气相型二氧化硅粉、10份片状蛭石、5份聚乙烯醇、5份分散剂和适量水；且外层的外表面至内、外层的交界面的孔隙度是递增的，内、外层的交界面至内层的另一表面的孔隙度是递增的。

所述的陶瓷空心珠为按重量份数计的20份玻化微珠和10份陶瓷空心微珠；分散剂由3份起泡剂和2份聚硼硅氧烷构成。

所述的陶瓷纤维为氧化铝纤维、硅酸铝纤维、玻璃纤维、氧化镁纤维的一种或两种以上的组合；陶瓷空心微珠为氧化铝空心微珠，二氧化硅空心微珠的一种或两种。

所述的玻化微珠表面包覆有氧化钇的表面层。

所述的陶瓷纤维的直径为5～10微米，长度5～10厘米；陶瓷空心珠的粒径为10～30微米；纳米级气相型二氧化硅粉的粒径为10～50纳米；片状蛭石的最大长度为70微米，厚度为5微米；玻化微珠的粒径为70～150微米。

所述的保温材料的内、外层的含水量为8～12％。

所述的保温材料的外层的表面有一有多孔的有机材料薄膜，或在保温材料的两表面均有一多孔的有机材料薄膜。

所述的可卷曲具有微纳米多级孔隙陶瓷复合保温材料的制备方法是：

a.外层浆料的制备：陶瓷纤维加入适量水和分散剂进行分散得混合浆料，将陶瓷空心珠、纳米级气相型二氧化硅粉进行干混至均匀后，与聚乙烯醇加入上述的混合浆料得外层浆料，静置4～6小时；

b.内层浆料的制备：在上述步骤a的部分外层浆料中加入片状蛭石置入混合机进行搅拌混合，静置4～6小时得内层浆料；

c.在离心桶内置入外层浆料，离心桶以离心线速度为10m/s进行旋转，再减速至离心线速度为5m/s，最后增速至离心线速度为10～12m/s，得附着于离心桶壁的保温材料外层；