專利名稱：高性能微孔絕熱材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于絕熱材料領(lǐng)域，具體涉及一種高性能微孔絕熱材料。
背景技術(shù)：
自1973年爆發(fā)世界能源危機(jī)以來(lái)，節(jié)能受到各國(guó)政府的高度重視，國(guó)外把節(jié)能稱為“第五常規(guī)能源”，同石油、煤、天然氣和電力并列為五大常規(guī)能源，對(duì)節(jié)約能源采取了許多措施，其中之一是共同的，即發(fā)展和應(yīng)用絕熱材料。目前絕熱材料種類很多，包括人們最初使用的草繩、稻殼、爐渣、石棉制品(已提出禁用)等進(jìn)行簡(jiǎn)單的工程保溫，發(fā)展到當(dāng)今通常采用的膨脹蛭石、膨脹珍珠巖絕熱制品、巖棉、玻璃棉、、硅酸鋁陶瓷纖維(歐洲提出為二類致癌物質(zhì))、發(fā)泡水泥制品進(jìn)行保溫絕熱。21世紀(jì)，能源短缺仍然制約著可持續(xù)發(fā)展，為完成“十五”規(guī)劃和2015年遠(yuǎn)景規(guī)劃，除積極開(kāi)發(fā)能源外，更主要是要節(jié)約能源。在各種高溫設(shè)備、窯爐和管道采用絕熱材料進(jìn)行保溫絕熱，是最直觀的節(jié)能，節(jié)能效果也是最為顯著的。但是，這些傳統(tǒng)的絕熱材料都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)即容重輕、常溫導(dǎo)熱系數(shù)小等，而最大的缺點(diǎn)是隨著溫度的升高導(dǎo)熱系數(shù)同時(shí)也急劇增高，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中熱損失浪費(fèi)極大， 而且造成工作環(huán)境惡略、設(shè)備部件的不同程度損壞、能效資源的極其浪費(fèi)、尤其對(duì)人類自然環(huán)境的破壞日益加劇。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有絕熱材料的不足，現(xiàn)提供一種能夠在低溫區(qū)域到高溫區(qū)域的廣泛范圍內(nèi)，達(dá)到極低的導(dǎo)熱率，而且，即使在高溫區(qū)域?qū)崧实淖兓矘O小，儲(chǔ)熱量也少的高性能微孔絕熱材料。高性能微孔絕熱材料的制備如下(1)、高性能微孔絕熱材料制備所需材料1、超細(xì)微孔二氧化硅(50-65% )；2、紅外熱屏蔽劑)；3、無(wú)機(jī)增強(qiáng)纖維骨料)；4、無(wú)機(jī)結(jié)合劑(2_10% )(2)、高性能微孔絕熱材料的制備將以上材料按一定比例配比，經(jīng)充分高溫密封攪拌，形成有良好分散性的粉體混合物，采用壓模工藝進(jìn)行加壓制模，根據(jù)需要制成不同厚度、大小的板狀材料。(3)、高性能微孔絕熱材料的原理對(duì)于絕熱材料而言，熱運(yùn)動(dòng)主要有三個(gè)途徑1.熱傳導(dǎo)。主要由絕熱材料中的固體部分來(lái)完成；2.熱對(duì)流。主要由絕熱材料中的空氣來(lái)完成；3.熱輻射。它的傳遞不需要任何介質(zhì)。研究表明要實(shí)現(xiàn)良好的絕熱目的，一是要使材料的體積密度在保持足夠的機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)，其體積密度要極度的??；二是要將空氣的對(duì)流減弱到極限；三是要通過(guò)近于無(wú)窮多的界面和通過(guò)材料的改性使熱輻射經(jīng)發(fā)射、散射和吸收而降到最低。
本發(fā)明所述的高性能微孔絕熱材料經(jīng)過(guò)材料組分的優(yōu)化，對(duì)熱流傳導(dǎo)的三種基本方式熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射進(jìn)行了有效的抑制，使得熱流傳導(dǎo)性能發(fā)生了根本的變化。1、固體的熱傳導(dǎo)高性能微孔絕熱材料主要是由超細(xì)微孔二氧化硅和微粒狀的顆粒交替組成，纖細(xì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得能夠通過(guò)熱量的斷面和接觸面積非常的小。2、氣體的熱對(duì)流一般絕熱材料隨著溫度升高和溫差增大，容易產(chǎn)生對(duì)流，高性能微孔絕熱材料中由于超細(xì)微孔二氧化硅顆粒之間緊密壓縮后，形成了細(xì)微的空孔(平均直徑< 50nm)，且小于氣體分子的平均自由程70nm，參與熱傳遞的氣體分子無(wú)法通過(guò)，進(jìn)而從本質(zhì)上切斷了氣體分子的熱傳導(dǎo)。3、熱輻射超細(xì)微孔二氧化硅顆粒對(duì)高溫及紅外熱輻射具有較好的透明性，通過(guò)摻加對(duì)紅外線具有較強(qiáng)吸收、反射的紅外熱屏蔽劑，對(duì)高性能微孔絕熱材料進(jìn)行遮蔽紅外輻射的改性， 盡可能地減少了輻射傳導(dǎo)。相對(duì)于原有絕熱材料，我們所提供的高性能微孔絕熱材料具有如下優(yōu)點(diǎn)1、耐高溫。本發(fā)明所提供的高性能微孔絕熱材料，長(zhǎng)期使用溫度高達(dá)950°C，復(fù)合結(jié)構(gòu)可達(dá)1400°C ；2、導(dǎo)熱系數(shù)小。本發(fā)明所提供的高性能微孔絕熱材料，與常規(guī)絕熱材料相比，絕熱效果可以提高2-10倍；而且導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度上升變化量比傳統(tǒng)材料要小的多。3、耐用程度。本發(fā)明所提供的高性能微孔絕熱材料可做絕熱體永久層，使用年限長(zhǎng)達(dá)5-10年以上；4、經(jīng)濟(jì)節(jié)能。本發(fā)明所提供的高性能微孔絕熱材料制備材料簡(jiǎn)單，價(jià)格低于國(guó)外同類產(chǎn)品50%，比常規(guī)絕熱材料節(jié)能10-30%。5、安全環(huán)保。本發(fā)明所提供的高性能微孔絕熱材料不含有機(jī)成分，在常溫至高溫過(guò)程中不會(huì)揮發(fā)有機(jī)氣體，所以該制品是一種新型、環(huán)保、節(jié)能型產(chǎn)品。


圖1為高性能微孔絕熱材料制備流程圖
具體實(shí)施例方式如圖1所示，取超細(xì)微孔二氧化硅(50-65% )、紅外熱屏蔽劑)、無(wú)機(jī)增強(qiáng)纖維骨料)、無(wú)機(jī)結(jié)合劑(2-10% )適量，放入密封容器內(nèi)經(jīng)高溫充分?jǐn)嚢?，形成有良好分散性的粉體混合物，采用壓模工藝進(jìn)行加壓制模，根據(jù)需要制成不同厚度、不同形狀、不同大小的板狀材料。高性能微孔絕熱材料是當(dāng)前熱導(dǎo)率最低的固態(tài)材料，與目前常用的絕熱保溫材料相比絕熱效果可提高2-10倍?？蓽p少絕熱層厚度30% -50%,長(zhǎng)期使用溫度為950°C，使用本產(chǎn)品IOmm厚相當(dāng)于常規(guī)絕熱產(chǎn)品30-50mm，即可提高有效工作容量又可減少大量熱損失。在提高熱能效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、節(jié)能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價(jià)值。 主要應(yīng)用于鋼鐵冶金、石油化工、陶瓷業(yè)、工業(yè)高溫爐窯設(shè)備、電力行業(yè)、家用電器、航空航天、建筑、建材、高\(yùn)低溫工程防火隔熱等領(lǐng)域。
以上對(duì)本發(fā)明提供的高性能微孔絕熱材料進(jìn)行了具體闡述，并結(jié)合具體實(shí)施例予以說(shuō)明，但以上所介紹的只是本發(fā)明的最佳實(shí)施例，不能以此來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所作的細(xì)微的變化或改進(jìn)，都應(yīng)屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種高性能微孔絕熱材料，其特征為將超細(xì)微孔二氧化硅、紅外熱屏蔽劑、無(wú)機(jī)增強(qiáng)纖維骨料、無(wú)機(jī)結(jié)合劑按一定比例配比，經(jīng)充分高溫密封攪拌，形成有良好分散性的粉體混合物，采用壓模工藝進(jìn)行加壓制模，根據(jù)需要制成不同厚度、大小的板狀材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能微孔絕熱材料，其特征為超細(xì)微孔二氧化硅所占的比例為50-65%，紅外熱屏蔽劑所占的比例為25-35%，無(wú)機(jī)增強(qiáng)纖維骨料所占的比例為 2-5 %，無(wú)機(jī)結(jié)合劑所占的比例為2-10 %。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高性能微孔絕熱材料，將超細(xì)微孔二氧化硅、紅外熱屏蔽劑、無(wú)機(jī)增強(qiáng)纖維骨料、無(wú)機(jī)結(jié)合劑按一定比例配比，經(jīng)充分高溫密封攪拌，形成有良好分散性的粉體混合物，采用壓模工藝進(jìn)行加壓制模，根據(jù)需要制成不同厚度、大小的板狀材料。高性能微孔絕熱材料獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及性能，使組成導(dǎo)熱的幾個(gè)分項(xiàng)導(dǎo)熱系數(shù)值均很低，所以在使用溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)異的絕熱性能。
文檔編號(hào)C04B38/08GK102432334SQ201010295819
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者沙建剛 申請(qǐng)人:三門(mén)峽科納高溫材料技術(shù)有限公司