專利名稱：納米級隔熱材料的制作方法
技術領域：
本發明屬于隔熱保溫材料領域，尤其是一種納米級隔熱材料。
背景技術：
我國是能源消耗大國，每年消耗的能源相當于15億噸標準煤，其中40%左右為工 業設備的能源消耗。目前，國家已經制定了節能建筑的一系列法律法規以期降低工業設備 的能源消耗。其中降低工業設備能源消耗的方式之一就是在工業設備內安裝隔熱保溫板， 利用隔熱保溫板將工業設備包裹起來以降低設備的能源消耗。 現有的高溫隔熱保溫板普遍采用玻璃棉、巖棉、陶瓷纖維(導熱系數A《0. 15W/ mK 600°C， A《0. 20W/mK 800°C )等作為隔熱保溫材料，存在的問題是由于玻璃棉、巖棉、 陶瓷纖維等材料的導熱系數較大，無法滿足更高要求的隔熱性能，為實現更高的隔熱要求， 現有隔熱材料的導熱系數就顯得比較大了。 通過檢索，發現兩篇與本發明申請相近的納米隔熱材料，其一是一種納米憎水性 隔熱保溫材料及其制備方法(CN101144005)，由A組分和B組分配制而成，其中A組分主要 成分按重量份數計為高分子聚合物乳液、改性聚丙烯纖維、納米活性碳酸鈣、硅酸鹽礦物 質，混合均勻后分組，B組分為水泥，在使用時，將A組分和B組分各一組混合拌勻，即得納 米憎水性隔熱保溫材料。其二是納米孔硅質復合隔熱材料(CN101302091)，按重量份計，其 由納米孔硅質粉末30 60份、硅酸鋁纖維40 20份、六鈦酸鉀晶須5 20份和黏結劑 5 20份制成。該納米孔硅質復合隔熱材料的制備方法是以具有納米尺寸孔洞特性的納 米孔硅質粉末為基材，以硅酸鋁纖維增強骨架，以具有低熱導率且具有負溫度系數和高紅 外反射特性的六鈦酸鉀晶須為添加劑，加入黏結劑，經過纖維預處理、疏解、成型、干燥和熱 處理工序制成。 上述兩篇對比文獻與本發明申請有較大不同。
發明內容
本發明的目的是克服現有材料和技術的不足，提供一種納米級的隔熱材料，該隔
熱板節能效率高、導熱系數低、生產簡單、成本低廉。 本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的 —種納米級隔熱材料，其構成組分及重量百分比分別為 納米級二氧化硅粉末 5 95% 納米級或微米級二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末5 50 %
增強用纖維 3 15%
加溶劑至 100%。 而且，所述納米級二氧化硅粉末包括氣相二氧化硅粉末，粒徑為5 200納米。
而且，所述二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末，其粒徑為5 200內米 或者3 10微米。
而且，所述增強用有機纖維為無機質短纖維和/或連續纖維，包括玻璃纖維、巖 棉、硅酸鋁纖維、氧化硅纖維、氧化鋁纖維、高硅氧纖維或莫來石纖維，長度為3 20毫米。
而且，所述溶劑包括正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇以及水的一種或者兩種以上 的混合，上述溶劑除水之外的四種有機溶劑是工業級的，或者是無水級的化學純級的有機 溶劑。 而且，所述正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇以及水按重量比
i : 0.5 : 0.5 : 0.5 : i混合使用；所述水包括普通水或純凈的去離子水。 而且，還添加納米級或者微米級的二氧化鈦粉末，納米級或者微米級的三氧化二 鋁粉末，或者其他無機硅酸鋁、氧化鈣、氧化鎂納米級或者微米級粉末，其粒徑為5 200內 米或者3 10微米，添加量均為5 30%。
而且，其構成組分及重量百分比分別為 納米級二氧化硅粉末 20 70%
納米級或微米級二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末 15 35 %
增強用纖維 5 10%
加溶劑至100%。
本發明的優點和積極效果是 1、本發明具有原料容易取得、生產簡單、成本低廉等特點，可以廣泛應用于高溫隔 熱、低溫隔熱和保冷等隔熱節能領域的各個方面。 2、本發明采用的生產方法具有簡單易行，為現有工業設備和方法能夠達到的方 案，不需要特殊的專門的設備。 3、本發明制得的納米級隔熱材料，其密度在100 500Kg/m3，導熱系數在80(TC時 0. 030 0. 055W/mK，比陶瓷纖維的800°C時0. 12 0. 20W/mK低得多，是一種非常好的納米 級隔熱材料，具有廣闊的應用前景。
具體實施例方式
下面結合實施例，對本發明進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的，
不能以下述實施例來限定本發明的保護范圍。
實施例1 : —種納米隔熱材料，其構成組分及重量百分比分別為 5 200納米級的二氧化硅粉末 5 95%;
5 200納米級或者3 10微米級的碳化硅粉末 5 30 % 5 200納米級或者3 10微米級的二氧化鋯粉末或者硅酸鋯粉末 5 30%
增強用纖維 3 15%
其余加溶劑至100%。
制備方法是 按重量配比將二氧化硅粉末、碳化硅粉末、二氧化鋯粉末或者硅酸鋯粉末與增強 用纖維干態混合，加入溶劑，攪拌均勻，形成濕態混合料；粉料的混合采用現在市場上使用 的行星式強制攪拌混合機或者圓錐式攪拌混合機或者用攪拌桿式混合機等之類的類似的 混合方法，然后加入溶劑混合成濕態料，用擠出機械擠成一定的形狀坯料，或者直接在模具中成坯料，經輥壓機、網帶式壓機、履板式壓機或者液壓機壓等現在常用的成型手段成型， 脫模后干燥，即得納米隔熱材料。 本發明還可采用濕態脫模的料坯自然干燥或者在干燥爐中干燥或者在超臨界設
備中干燥，并采用現有的技術回收其中揮發出的溶劑和水，以綜合利用。 由此制得的納米隔熱材料，其密度在100 500Kg/m3，導熱系數在800°C時
0.035 0. 055W/mK。 本實施例中使用的溶劑是市場上常用的正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇和普通水
或純凈的去離子水，按i : o. 5 : 0.5 : 0.5 : i混合使用；上述溶劑除水之外的四種有機 溶劑可以是工業級的，也可以是無水級的化學純級的有機溶劑，可以復合使用，也可以單獨 作為溶劑使用。 實施例2: —種納米隔熱材料，其構成組分及重量百分比分別為 納米級的無機粉料為納米二氧化硅或氣相二氧化硅粉末，其粒徑為5 200納米， 用量為5 95% (重量)，最佳為20 70% (重量)； 納米級的或者微米級的二氧化鋯粉末或者納米級或者微米級的硅酸鋯粉末，其粒 徑為5 200納米或者3 IO微米，用量為5 50% (重量)，最佳為15 35% ;
納米級的或者微米級的三氧化二鋁粉末，其粒徑為5 200納米或者3 10微米， 用量為5 30% (重量)，最佳為8 15% (重量)；
增強用纖維用量為3 15% (重量)。 按重量配比將納米級二氧化硅或氣相二氧化硅粉末、二氧化鋯粉末或者硅酸鋯粉 末、三氧化二鋁粉末在干態下與增強用纖維混合，加入溶劑，溶劑用量以適合混合料成型為 準，將濕態的混合料放到模具中加壓，脫模后自然干燥或者在干燥爐中干燥或者在超臨界 設備中干燥。由此制得的納米級隔熱材料，其密度在100 500Kg/m3，導熱系數在80(TC時 0. 035 0. 055W/mK，比陶瓷纖維的800°C時0. 12 0. 20W/mK低得多，是一種非常好的納米 級隔熱材料。
權利要求
一種納米級隔熱材料，其特征在于其構成組分及重量百分比分別為納米級二氧化硅粉末5～95％納米級或微米級二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末5～50％增強用纖維3～15％加溶劑至 100％。
2 根據權利要求1所述的納米級隔熱材料，其特征在于所述納米級二氧化硅粉末包括氣相二氧化硅粉末，粒徑為5 200納米。
3. 根據權利要求1所述的納米級隔熱材料，其特征在于所述二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末，其粒徑為5 200納米或者3 10微米。
4. 根據權利要求1所述的納米級隔熱材料，其特征在于所述增強用纖維為無機質短纖維和/或連續纖維，包括玻璃纖維、巖棉、硅酸鋁纖維、氧化硅纖維、氧化鋁纖維、高硅氧纖維或莫來石纖維，長度為3 20毫米。
5. 根據權利要求1所述的納米級隔熱材料，其特征在于所述溶劑包括正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇以及水的一種或者兩種以上的混合，上述溶劑除水之外的四種有機溶劑是工業級的，或者是無水級的化學純級的有機溶劑。
6. 根據權利要求5所述的納米級隔熱材料，其特征在于所述正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇以及水按重量比i : 0.5 : 0.5 : 0.5 : i混合使用；所述水包括普通水或純凈的去離子水。
7. 根據權利要求1所述的納米級隔熱材料，其特征在于還添加納米級或者微米級的二氧化鈦粉末，納米級或者微米級的三氧化二鋁粉末，或者其他無機硅酸鋁、氧化鈣、氧化鎂納米級或者微米級粉末，其粒徑為5 200納米或者3 10微米，添加量均為5 30% 。
8. 根據權利要求1所述的納米級隔熱材料，其特征在于其構成組分及重量百分比分別為納米級二氧化硅粉末 20 70%納米級或微米級二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末 15 35 %增強用纖維 5 10%加溶劑至 100%。
全文摘要
本發明涉及一種納米級隔熱材料，其構成組分及重量百分比分別為納米級二氧化硅粉末5～95％；納米級或微米級二氧化鋯粉末或硅酸鋯粉末和/或碳化硅粉末5～50％；增強用纖維3～15％；加溶劑至100％。本發明具有原料容易取得、生產簡單、成本低廉等特點，不需要特殊的專門的設備，制得的納米級隔熱材料，其密度在100～500Kg/m3，導熱系數在800℃時0.030～0.055W/mK，比陶瓷纖維的800℃時0.12～0.20W/mK低得多，是一種非常好的納米級隔熱材料，具有廣闊的應用前景，廣泛應用于高溫隔熱、低溫隔熱和保冷等隔熱節能領域的各個方面。
文檔編號C09K3/00GK101705075SQ20091022891
公開日2010年5月12日 申請日期2009年12月1日 優先權日2009年12月1日
發明者劉禮龍 申請人:劉禮龍