超低導熱率低收縮率的絕熱材料及其制備方法技術

本發明專利技術提供了一種超低導熱率低收縮率的絕熱材料及其制備方法，本發明專利技術的絕熱材料按重量份計包括以下原料組分：納米級二氧化硅粉體60?90份；珠光砂0.5?1.5份；聚硅氧烷粉末憎水劑5?8份；紅外遮光劑2?5份；增強纖維3?10份；高溫抗收縮劑5?10份；通過在配方中加入珠光砂、聚硅氧烷粉末憎水劑及高溫抗收縮劑，能夠大幅降低絕熱材料的線收縮率，提高了安全系數，并協同提高得到的絕熱材料的耐壓強度，本發明專利技術的絕熱材料的導熱系數800℃≤0.02，800℃*8h，線收縮率≤0.5％，耐壓強度≥5MPa，具有廣闊的應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于納米絕熱材料
，涉及一種絕熱材料及其制備方法，尤其涉及一種超低導熱率低收縮率的絕熱材料及其制備方法。
技術介紹
絕熱材料(thermalinsulationmaterial)，能阻滯熱流傳遞的材料，又稱熱絕緣材料。傳統絕熱材料，如玻璃纖維、石棉、巖棉、硅酸鹽等，新型絕熱材料，如氣凝膠氈、真空板等。納米級微孔絕熱材料采用特殊的納米級無機耐火粉料，納米顆粒之間的接觸為極小的點接觸，點接觸的熱阻非常大，使得材料的傳熱效果應變非常小，導致納米級微孔絕熱材料的傳導傳熱系數非常小。納米微孔絕熱材料廣泛應用于冶金、機械、汽車、石化、電力、建材等多個領域。工業爐和高溫設備是我國工業能耗的重要用戶，采用高效耐火絕熱材料，是實現節能降耗的主要途徑。冶金行業的CSP線、石化行業的乙烯裂解爐等高溫爐外壁溫度要求低于70℃。在保溫厚度一定的條件下，常規的陶瓷纖維類產品達不到設計要求，需要采用導熱系數更小的新型材料。由于納米級微孔絕熱材料與目前的絕熱保溫材料相比，隔熱效果可提高2～10倍，因此目前多采用納米級微孔絕熱材料，但是目前市售的納米級微孔絕熱材料高溫的收縮率比較大，在高溫條件下應用時，給設備的正常運行帶來了極大的風險，安全系數低，嚴重制約了此種材料在高溫設備上的應用；而且鑒于外壁溫度低的要求，使導熱系數進一步降低，是亟待解決的問題。CN105084859A公開了一種絕熱材料及其制備方法，其原料組分以質量百分比計為：納米級二氧化硅粉體60-70％，紅外遮光劑20-30％，增強纖維3-5％，高溫抗收縮劑5-10％，按照該配方生產得到的產品最高使用溫度1050℃，導熱系數800℃≤0.04w/m.k，800℃*8h，線收縮率≤1％，耐壓強度≥0.4MPa。但是，經過實驗測定，其導熱系數800℃仍高于0.025w/m.k，線收縮率高于0.55％，耐壓強度達不到3MPa，這嚴重限制了它的進一步推廣應用。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，本專利技術的目的在于提供一種超低導熱率低收縮率的絕熱材料及其制備方法，制備得到的絕熱材料導熱系數更小、保溫效果更好，同時具有更佳的高溫抗收縮性，減少應用設備的高溫事故風險；導熱系數800℃在0.02w/m.k以下，線收縮率在0.5％以下，耐壓強度在5MPa以上，而且本專利技術的制備方法簡單方便，便于工業化生產。本專利技術所述超低導熱率指：導熱系數800℃在0.02w/m.k以下。本專利技術所述低收縮率指：800℃*8h，線收縮率在0.5％以下。為達到上述目的，本專利技術所采取的技術方案為：第一方面，本專利技術提供一種超低導熱率低收縮率的絕熱材料，所述絕熱材料的原料組分以重量份計包括：作為本專利技術所述絕熱材料的優選技術方案，一種絕熱材料，所述絕熱材料的原料組分以重量份計包括：作為本專利技術所述絕熱材料的又一優選技術方案，一種絕熱材料，所述絕熱材料的原料組分以重量份計包括：優選地，所述的納米級二氧化硅粉體為白炭黑、氣相二氧化硅或二氧化硅氣凝膠。優選地，所述的紅外遮光劑為碳化硅、二氧化鈦中的一種或任意組合。優選地，所述的增強纖維為高硅氧纖維或高鋁纖維中的一種或任意組合。優選地，所述的高溫抗收縮劑為α-氧化鋁粉或γ-氧化鋁粉中的一種或任意組合。優選地，所述珠光砂的比表面積為10m2/g。第二方面，本專利技術提供如第一方面所述的絕熱材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：(1)將重量百分比為60-90重量份的納米級二氧化硅與3-10重量份的增強纖維進行混合，在封閉攪拌機中以1000-1500r/min的攪拌速度進行攪拌，攪拌5-30min，使增強纖維在納米粉體中混合均勻；(2)將2-5重量份的紅外遮光劑和5-10重量份的高溫抗收縮劑加入步驟(1)的混合材料中，攪拌混合，獲得混合材料；(3)將0.5-1.5重量份的珠光砂和5-8重量份的聚硅氧烷粉末憎水劑加入到步驟(2)的混合材料中，以3000r/min的攪拌速度進行攪拌，攪拌3min；(4)將步驟(3)所得的混合材料導入一定形狀的模具中，干壓成型，即得到高溫超低導熱率納米級微孔絕熱材料。與已有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：本專利技術通過在配方中加入珠光砂、聚硅氧烷粉末憎水劑及高溫抗收縮劑，能夠大幅降低納米級微孔絕熱材料的線收縮率，提供安全性能，降低熱導率，并協同提高得到的絕熱材料的耐壓強度；本專利技術制備的耐高溫超低導熱率低收縮率的絕熱材料，導熱系數(熱面800℃)≤0.020w/m.k，耐壓強度≥5MPa，線收縮率(800℃)≤0.5％，本專利技術制備的耐高溫超低導熱率低收縮率納米級微孔絕熱材料，具有導熱系數小，高溫線收縮小，耐壓強度高，使用溫度高，適用于石化、冶金、電力等工業爐和高溫設備上；其制備方法簡單方便，便于工業化生產。具體實施方式下面通過具體實施方式來進一步說明本專利技術的技術方案。實施例1：超低導熱率低收縮率的絕熱材料，由以下重量份的原料制成為：制備方法：(1)按上述配比將氣相二氧化硅與增強纖維進行混合，在封閉攪拌機中以1000-1500r/min的攪拌速度進行攪拌，攪拌5-30min，使增強纖維在納米粉體中混合均勻；(2)將紅外遮光劑和高溫抗收縮劑加入步驟(1)的混合材料中，攪拌混合，獲得混合材料；(3)將珠光砂和聚硅氧烷粉末憎水劑加入到步驟(1)的混合材料中，以3000r/min的攪拌速度進行攪拌，攪拌3min；(4)將步驟(3)所得的混合材料導入一定形狀的模具中，干壓成型，即得到高溫超低導熱率納米級微孔絕熱材料。經檢測產品的導熱系數(熱面800℃)＝0.02w/m.k，耐壓強度＝6MPa，線收縮率(800℃)＝0.4。實施例2：超低導熱率低收縮率的絕熱材料，由以下重量份的原料制成為：制備方法：(1)按上述配比將氣相二氧化硅與增強纖維進行混合，在封閉攪拌機中以1000-1500r/min的攪拌速度進行攪拌，攪拌5-30min，使增強纖維在納米粉體中混合均勻；(2)將紅外遮光劑和高溫抗收縮劑加入步驟(1)的混合材料中，攪拌混合，獲得混合材料；(3)將珠光砂和聚硅氧烷粉末憎水劑加入到步驟(1)的混合材料中，以3000r/min的攪拌速度進行攪拌，攪拌3min；(4)將步驟(3)所得的混合材料導入一定形狀的模具中，干壓成型，即得到高溫超低導熱率納米級微孔絕熱材料。經檢測產品的導熱系數(熱面800℃)＝0.018w/m.k，耐壓強度＝5.2MPa，線收縮率(800℃)＝0.42％。實施例3：超低導熱率低收縮率的絕熱材料，由以下重量份的原料制成為：制備方法：(1)按上述配比將氣相二氧化硅與增強纖維進行混合，在封閉攪拌機中以1000-1500r/min的攪拌速度進行攪拌，攪拌5-30min，使增強纖維在納米粉體中混合均勻；(2)將紅外遮光劑和高溫抗收縮劑加入步驟(1)的混合材料中，攪拌混合，獲得混合材料；(3)將珠光砂和聚硅氧烷粉末憎水劑加入到步驟(1)的混合材料中，以3000r/min的攪拌速度進行攪拌，攪拌3min；(4)將步驟(3)所得的混合材料導入一定形狀的模具中，干壓成型，即得到高溫超低導熱率納米級微孔絕熱材料。經檢測產品的導熱系數(熱面800℃)＝0.015w/m.k，耐壓強度＝5.5MPa，線收縮率(800℃)＝0.38％本文檔來自技高網...

【技術保護點】
超低導熱率低收縮率的絕熱材料，其特征在于，所述絕熱材料的原料組分以重量份計包括：

【技術特征摘要】
1.超低導熱率低收縮率的絕熱材料，其特征在于，所述絕熱材料的原料組分以重量份計包括：2.根據權利要求1所述的超低導熱率低收縮率的絕熱材料，其特征在于，所述絕熱材料的原料組分以重量份計包括：3.根據權利要求1或2所述的超低導熱率低收縮率的絕熱材料，其特征在于，所述絕熱材料的原料組分以重量份計包括：4.根據權利要求1-3任一項所述的超低導熱率低收縮率的絕熱材料，其特征在于，所述的納米級二氧化硅粉體為白炭黑、氣相二氧化硅或二氧化硅氣凝膠。5.根據權利要求1-4任一項所述的超低導熱率低收縮率的絕熱材料，其特征在于，所述的紅外遮光劑為碳化硅、硅酸鋯中的一種或任意組合。6.根據權利要求1-5任一項所述的超低導熱率低收縮率的絕熱材料，其特征在于，所述的增強纖維為高硅氧纖維或高鋁纖維中的一種或任意組合。7.根據權利要求1-6任一項所述的超低導熱率低收縮率的絕熱材料，其特征在于，所述的高溫抗收縮劑為α-氧化鋁粉或γ-氧化鋁粉中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：過冬，
申請(專利權)人：過冬，
類型：發明
國別省市：江蘇;32