一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，屬于納米多孔隔熱材料領(lǐng)域。制備方法為：先將纖維利用葉式高速攪拌機(jī)破碎，然后將納米碳化硅粉體利用葉式高速攪拌機(jī)與破碎后的纖維、結(jié)合劑及適量的調(diào)節(jié)干濕程度的試劑均勻的混合；調(diào)節(jié)干濕程度，利用干壓成型的方法使其成型；控制干燥條件，對(duì)成型樣品進(jìn)行干燥，然后真空包裝，即可得到納米微孔隔熱板。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：制備方法簡(jiǎn)單可行，制備出的納米微孔隔熱板隔熱性能好、使用溫度可達(dá)1200℃、強(qiáng)度大、柔韌性好、孔結(jié)構(gòu)均勻。
【專利說(shuō)明】一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，屬于納米多孔隔熱材料領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全球的能源消耗急劇上升，能源的緊缺己成為世界范圍性的問題。節(jié)約能源最有效的措施之一就是采用新技術(shù)、新工藝開發(fā)高效隔熱材料。在工業(yè)中采用良好的保溫隔熱材料有利十減少產(chǎn)品能耗，降低生產(chǎn)成本，減小隔熱層體積從減小設(shè)備設(shè)施的體積，達(dá)到美觀協(xié)調(diào)的效果，具有很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]納米微孔隔熱板氣孔率可達(dá)809Γ99.8%，其孔洞尺寸多數(shù)在50nm以下，氣體分子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到限制，相互碰撞被阻斷，材料內(nèi)部就消除了對(duì)流傳熱，從根本上切斷了氣體分子的熱傳遞，從而可獲得低于靜止空氣的導(dǎo)熱系數(shù)。但是，由納米二氧化硅制備的微孔絕熱材料自身存在很多缺陷，使用過程中隨著溫度升高到一定程度，材料內(nèi)部熱量的傳遞由熱傳導(dǎo)為主轉(zhuǎn)變?yōu)闊彷椛錇橹?，而它?duì):Γ8 μ m的輻射波長(zhǎng)幾乎是透明的，這嚴(yán)重限制了它作為絕熱材料的使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，制備方法簡(jiǎn)單可行，制備出的納米微孔隔熱板強(qiáng)度大、柔韌性好、孔結(jié)構(gòu)均勻、隔熱性能好。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，所述制備方法的具體工藝步驟為:
a、先將纖維利用葉式高速攪拌機(jī)破碎到f3mm，然后將碳化硅納米粉體利用葉式高速攪拌機(jī)與破碎后的纖維均勻混合，最后加入結(jié)合劑與調(diào)節(jié)干濕程度的試劑，得到均勻混合的混合體；所述的碳化硅納米粉體與纖維的混合物中，碳化硅納米粉體與纖維的質(zhì)量比為I: 0.12、.3;所述結(jié)合劑的加入量為碳化硅納米粉體與纖維的混合物質(zhì)量的5?30 %，所述調(diào)節(jié)干濕程度試劑的加入量為碳化硅納米粉體與纖維的混合物質(zhì)量的2.5^10 % ；
b、對(duì)步驟a得到的均勻混合的混合體采用干壓成型方式成型，干燥后的成型制品進(jìn)行真空包裝，得到納米多孔高效隔熱板。
[0006]一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，所述的葉式高速攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速在每分鐘500?3500轉(zhuǎn)，葉片長(zhǎng)度為20?50厘米，葉片寬度為10厘米。
[0007]一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，所述的碳化硅納米粉體的粒徑為5?120nm ;所述的碳化硅納米粉體的純度為99.5%以上。
[0008]一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，所述的纖維為玻璃纖維、高硅氧纖維中的一種或兩種。
[0009]一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，所述的結(jié)合劑為糊精、丙烯酸樹脂有機(jī)結(jié)合劑中的一種或兩種，或白炭黑、硅溶膠、水玻璃無(wú)機(jī)結(jié)合劑中的一種或兩種。
[0010]一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，所述的調(diào)節(jié)干濕程度的試劑為乙二醇、乙酰乙酸乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯中的一種。
[0011]納米碳化硅可以大幅度降低高溫下材料內(nèi)部的輻射熱傳遞，同時(shí)還能保證大量納米孔的存在，也使得隔熱板的長(zhǎng)期使用溫度提高到1200°c。因此，選擇納米碳化硅作為主要原料。
[0012]該發(fā)明是將納米碳化硅和纖維復(fù)合來(lái)制備納米微孔隔熱板，纖維的主要作用是給纖維板提供強(qiáng)度，纖維選擇的是破碎后的短纖維；本發(fā)明中選擇葉式高速攪拌機(jī)作為破碎纖維的設(shè)備和混料設(shè)備，攪拌機(jī)中的葉片在高速旋轉(zhuǎn)過程中，起到切割、摩擦的作用，可以使纖維破碎均勻，在一定時(shí)間下得到合適尺寸的單根短纖維。此外高速旋轉(zhuǎn)的的葉片與纖維和納米碳化硅粉體摩擦，使得纖維和碳化硅顆粒帶相同電荷，防止團(tuán)聚，使得分散的均勻性更好。
[0013]本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單可行，制備出的納米微孔隔熱板強(qiáng)度大、柔韌性好、孔結(jié)構(gòu)均勻、隔熱性能好。

【具體實(shí)施方式】
[0014]結(jié)合給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明:
實(shí)施例1
先將12Kg高硅氧纖維在葉式高速攪拌機(jī)中破碎到f 3mm，然后將10Kg碳化硅納米粉體加入到高速攪拌機(jī)中，在高速攪拌的過程中分別加入5.6Kg糊精與2.8Kg鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌至均勻混合；利用干壓成型使其成型；成型后的樣品的厚度為10_ ;控制干燥條件，溫度控制在80°C，干燥后真空包裝，即可得到納米微孔隔熱板。
[0015]實(shí)施例2
先將30Kg玻璃纖維在葉式高速攪拌機(jī)中破碎到f 3mm，葉式高速攪拌機(jī)可以采用東莞市臺(tái)彰機(jī)械有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為TZGD-200D，然后將10Kg納米碳化硅粉體加入到高速攪拌機(jī)中，在高速攪拌的過程中分別加入6.5Kg白炭黑與13Kg乙二醇，攪拌至均勻混合；利用干壓成型使其成型；成型后的樣品的厚度為1mm ;控制干燥條件，溫度控制在80°C，干燥后真空包裝，即可得到納米微孔隔熱板。
[0016]實(shí)施例3
先將12Kg玻璃纖維在葉式高速攪拌機(jī)中破碎到f 3mm，然后將10Kg納米碳化硅粉體加入到高速攪拌機(jī)中，在高速攪拌的過程中分別加入5.6Kg丙烯酸樹脂與2.8Kg乙酰乙酸乙酯，攪拌至均勻混合；利用干壓成型使其成型；成型后的樣品的厚度為1mm ;控制干燥條件，溫度控制在80°C，干燥后真空包裝，即可得到納米微孔隔熱板。
[0017]實(shí)施例4
先將12Kg玻璃纖維在葉式高速攪拌機(jī)中破碎到f 3mm，然后將10Kg納米碳化硅粉體加入到高速攪拌機(jī)中，在高速攪拌的過程中分別加入5.6g硅溶膠與2.8g乙二醇，，攪拌至均勻混合；利用干壓成型使其成型；成型后的樣品的厚度為1mm ;控制干燥條件，溫度控制在80°C，干燥后真空包裝，即可得到納米微孔隔熱板。
[0018] 實(shí)施例5
先將30Kg高硅氧纖維在葉式高速攪拌機(jī)中破碎到f 3mm，然后將10Kg納米碳化硅粉體加入到高速攪拌機(jī)中，在高速攪拌的過程中分別加入39Kg水玻璃與13Kg鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌至均勻混合；利用干壓成型使其成型；成型后的樣品的厚度為10_ ;控制干燥條件，溫度控制在80°C，干燥后真空包裝，即可得到納米微孔隔熱板。
【權(quán)利要求】
1.一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，其特征在于: 所述制備方法的具體工藝步驟為: a、先將纖維利用葉式高速攪拌機(jī)破碎到f3mm，然后將碳化硅納米粉體利用葉式高速攪拌機(jī)與破碎后的纖維均勻混合，最后加入結(jié)合劑與調(diào)節(jié)干濕程度的試劑，得到均勻混合的混合體；所述的碳化硅納米粉體與破碎后的纖維的混合物中，碳化硅納米粉體與纖維的質(zhì)量比為1: 0.12、.3 ;所述結(jié)合劑的加入量為碳化硅納米粉體與纖維的混合物質(zhì)量的5?30%，所述調(diào)節(jié)干濕程度試劑的加入量為碳化硅納米粉體與纖維的混合物質(zhì)量的2.5^10% ； b、對(duì)步驟a得到的均勻混合的混合體采用干壓成型方式成型，干燥后的成型制品進(jìn)行真空包裝，得到納米多孔隔熱板。
2.如權(quán)利要求1所述的一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，其特征在于:所述的葉式高速攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速在每分鐘30(Γ1500轉(zhuǎn)，葉片長(zhǎng)度為2(Γ50厘米，葉片寬度為10厘米，葉片經(jīng)過酚醛樹脂浸泡處理。
3.如權(quán)利要求1所述的一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，其特征在于:所述的碳化硅納米粉體的粒徑為5?120nm ;所述的碳化硅納米粉體的純度為99.5%以上。
4.如權(quán)利要求1所述的一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，其特征在于:所述的纖維為玻璃纖維、高硅氧纖維中的一種或兩種。
5.如權(quán)利要求1所述的一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，其特征在于:所述的結(jié)合劑為糊精、丙烯酸樹脂有機(jī)結(jié)合劑中的一種或兩種，或白炭黑、硅溶膠、水玻璃無(wú)機(jī)結(jié)合劑中的一種或兩種。
6.如權(quán)利要求1所述的一種碳化硅復(fù)合纖維的納米微孔隔熱板的制備方法，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)干濕程度的試劑為乙二醇、乙酰乙酸乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯中的一種。
【文檔編號(hào)】C04B35/565GK104446577SQ201410594993
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】王剛, 孫小飛, 段斌文, 李紅霞 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)洛陽(yáng)耐火材料研究院有限公司