一种耐腐蚀的纳米绝热毡及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种耐腐蚀的纳米绝热毡及其制备方法和应用，纳米绝热毡包括无机纳米材料、稀土氧化物、疏水材料和纤维毯基材；无机纳米材料选自纳米氧化钛、纳米氧化锆、纳米硅酸锆、六钛酸钾晶须、超细氧化铝粉、超细氢氧化铝粉、炭黑、碳化硅和氮化硅中的一种或多种；无机纳米材料占纳米绝热毡质量的25～40％；稀土氧化物选自氧化铕、氧化钆、氧化镝、氧化镱、氧化钇、氧化钕、氧化铽、氧化铈、氧化镧、氧化钐、氧化铒、氧化镨、氧化钬、氧化镥、氧化钪和氧化铥中的一种或多种。本发明专利技术通过采用特定含量的特定种类的无机纳米材且掺杂稀土氧化物，使纳米绝热毡具有较好耐腐蚀性，进而可以广泛应用于离心泵、电磁阀等敏感部件的耐温防腐需求。

A corrosion-resistant nano thermal insulation felt and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀的纳米绝热毡及其制备方法和应用
本专利技术属于绝热毡
，尤其涉及一种耐腐蚀的纳米绝热毡及其制备方法和应用。
技术介绍
普通纳米绝热毡一般以玻璃纤维或陶瓷纤维作为基材，再与二氧化硅类材料进行复合，其中包括沉淀法白炭黑、气相二氧化硅、微硅粉等，绝热效果尚可，但耐腐蚀性能欠佳，特别是对于强酸、强碱、高盐度环境极易造成毡体受侵蚀脱落等现象，严重损害毡体同时对被保护设备、管道等造成较大损害；另外，普通纳米绝热毡主要应用于大型工业设备及管道的隔热保温，而对于敏感小部件如离心泵、电磁阀等的隔热或防腐效果并不显著。随着我国经济不断发展，技术进步日新月异，石化、电力、冶金、交通、有色建材等行业对隔热保温材料提出了更高的使用要求，一方面隔热性能优良，同时也对材料耐腐蚀性能提高了应用标准，例如采用改良西门子法生产多晶硅过程中，硅粉与高纯度氯化氢在合成炉中进行高温反应，就要求包裹设备及管道的绝热材料具备优良的耐酸腐蚀性能；刻蚀晶圆加工过程需要用到高纯度的氟化氢，对设备管道的耐腐蚀要求同样相当高，因此，单纯以二氧化硅类粉体作为填充材料制备的纳米绝热毡很难满足生产工艺需求。现有二氧化硅纳米绝热毡主要应用于耐火保温领域，抵抗周围介质腐蚀破坏作用的能力较弱，不能适用于离心泵、电磁阀等敏感部件的耐温防腐需求，特别是在强酸、强碱、高盐度环境，如氯碱化工设备、多晶硅产业、晶圆及芯片加工产业、海上船舶、运输设备等领域使用严重受限。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种耐腐蚀的纳米绝热毡及其制备方法和应用，该纳米绝热毡具有优异的耐腐蚀性。本专利技术提供了一种耐腐蚀的纳米绝热毡，包括无机纳米材料、稀土氧化物、疏水材料和纤维毯基材；所述无机纳米材料选自纳米氧化钛、纳米氧化锆、纳米硅酸锆、六钛酸钾晶须、超细氧化铝粉、超细氢氧化铝粉、炭黑、碳化硅和氮化硅中的一种或多种；所述无机纳米材料占纳米绝热毡质量的25～40％；所述稀土氧化物选自氧化铕、氧化钆、氧化镝、氧化镱、氧化钇、氧化钕、氧化铽、氧化铈、氧化镧、氧化钐、氧化铒、氧化镨、氧化钬、氧化镥、氧化钪和氧化铥中的一种或多种；稀土氧化物占纳米绝热毡质量的0.1～0.5％。优选地，所述疏水材料为含氢硅油乳液；所述含氢硅油乳液的含油量≥28％，含氢量1.5％～2.5％。优选地，所述纤维毯基材选自玻璃纤维针刺毯、硅酸铝纤维针刺毯、硅酸镁纤维针刺毯、高硅氧纤维毯、石英纤维毯和氧化铝纤维毯中的一种或多种。本专利技术提供了一种上述技术方案所述耐腐蚀的纳米绝热毡的制备方法，包括以下步骤：将水、表面活性剂、有机粘结剂、无机纳米粉体和稀土氧化物充分分散，得到浆料；将纤维毯基材浸润在所述浆料中，充分复合，得到湿坯；将所述湿坯依次进行煅烧和疏水处理，得到耐腐蚀的纳米绝热毡。优选地，所述水：表面活性剂：有机粘结剂：无机纳米粉体：稀土氧化物的质量比为100：0.01～0.2：2～5：20～30：0.01～0.25。优选地，所述表面活性剂选自烷基三甲基铵、聚氧乙烯烷基胺、烷基二甲基甜菜碱、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、烷基二甲基氧化胺、丙三醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯、四油酸聚氧乙烯山梨糖醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、聚乙二醇脂肪酸酯、高级脂肪酸醇酯和多元醇脂肪酸酯中的一种或多种；所述有机粘结剂选自水性丙烯酸乳液，包括纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液和醋丙乳液中的一种或多种。优选地，通过压辊或真空吸滤方式使纤维毯基材和浆料充分复合；所述压辊的压力为1～5MPa，压辊的时间为1～20s；所述真空吸滤的真空度为-0.05～-0.1MPa，真空吸滤的时间为1～20s。优选地，所述湿坯煅烧前进行干燥；所述干燥选自热风干燥或微波干燥；所述热风干燥的温度为120～180℃，热风干燥的时间为2～5h；所述微波干燥的温度为120～160℃；微波干燥的时间为5～12h。优选地，所述煅烧的温度为450～650℃；煅烧的时间为0.5～3h；所述喷淋处理后进行干燥；所述干燥的方式选自热风干燥或微波干燥；所述热风干燥的温度为80～120℃，热风干燥的时间为2～5h；所述微波干燥的温度为70～110℃，微波干燥的时间为1～3h。本专利技术提供了一种上述技术方案所述耐腐蚀的纳米绝热毡或上述技术方案所述制备方法制备的耐腐蚀的纳米绝热毡在耐温防腐材料中的应用。本专利技术提供了一种耐腐蚀的纳米绝热毡，包括无机纳米材料、稀土氧化物、疏水材料和纤维毯基材；所述无机纳米材料选自纳米氧化钛、纳米氧化锆、纳米硅酸锆、六钛酸钾晶须、超细氧化铝粉、超细氢氧化铝粉、炭黑、碳化硅和氮化硅中的一种或多种；所述无机纳米材料占纳米绝热毡质量的25～40％；所述稀土氧化物选自氧化铕、氧化钆、氧化镝、氧化镱、氧化钇、氧化钕、氧化铽、氧化铈、氧化镧、氧化钐、氧化铒、氧化镨、氧化钬、氧化镥、氧化钪和氧化铥中的一种或多种。本专利技术通过采用特定含量的特定种类的无机纳米材料作为原料之一，且掺杂稀土氧化物，使制得的纳米绝热毡具有较好的耐腐蚀性，进而可以广泛应用于离心泵、电磁阀等敏感部件的耐温防腐需求，特别是在强酸、强碱、高盐度环境，如氯碱化工设备、多晶硅产业、晶圆及芯片加工产业、海上船舶、运输设备等领域。该纳米绝热毡还具有优异的隔热性能。实验结果表明：本专利技术制备的纳米绝热毡平均25℃导热系数＜0.028W/(m.k)，经36％优级纯浓盐酸或6.15mol/L饱和NaCl溶液72h浸泡后，表面无破损开裂同时抗拉强度＞0.36MPa，显示出优良的耐腐蚀性能。具体实施方式本专利技术提供了一种耐腐蚀的纳米绝热毡，包括无机纳米材料、稀土氧化物、疏水材料和纤维毯基材；所述无机纳米材料选自纳米氧化钛、纳米氧化锆、纳米硅酸锆、六钛酸钾晶须、超细氧化铝粉、超细氢氧化铝粉、炭黑、碳化硅和氮化硅中的一种或多种；所述无机纳米材料占纳米绝热毡质量的25～40％；所述稀土氧化物选自氧化铕、氧化钆、氧化镝、氧化镱、氧化钇、氧化钕、氧化铽、氧化铈、氧化镧、氧化钐、氧化铒、氧化镨、氧化钬、氧化镥、氧化钪和氧化铥中的一种或多种。本专利技术通过采用特定含量的特定种类的无机纳米材料作为原料之一，且掺杂稀土氧化物，使制得的纳米绝热毡具有较好的耐腐蚀性，进而可以广泛应用于离心泵、电磁阀等敏感部件的耐温防腐需求，特别是在强酸、强碱、高盐度环境，如氯碱化工设备、多晶硅产业、晶圆及芯片加工产业、海上船舶、运输设备等领域。该纳米绝热毡还具有优异的隔热性能。本专利技术提供的耐腐蚀的纳米绝热毡包括无机纳米材料；所述无机纳米材料选自纳米氧化钛、纳米氧化锆、纳米硅酸锆、六钛酸钾晶须、超细氧化铝粉、超细氢氧化铝粉、炭黑、碳化硅和氮化硅中的一种或多种；所述无机纳米材料占纳米绝热毡质量的25～40％；本专利技术提供的耐腐蚀的纳米绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀的纳米绝热毡，包括无机纳米材料、稀土氧化物、疏水材料和纤维毯基材；/n所述无机纳米材料选自纳米氧化钛、纳米氧化锆、纳米硅酸锆、六钛酸钾晶须、超细氧化铝粉、超细氢氧化铝粉、炭黑、碳化硅和氮化硅中的一种或多种；所述无机纳米材料占纳米绝热毡质量的25～40％；/n所述稀土氧化物选自氧化铕、氧化钆、氧化镝、氧化镱、氧化钇、氧化钕、氧化铽、氧化铈、氧化镧、氧化钐、氧化铒、氧化镨、氧化钬、氧化镥、氧化钪和氧化铥中的一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀的纳米绝热毡，包括无机纳米材料、稀土氧化物、疏水材料和纤维毯基材；
所述无机纳米材料选自纳米氧化钛、纳米氧化锆、纳米硅酸锆、六钛酸钾晶须、超细氧化铝粉、超细氢氧化铝粉、炭黑、碳化硅和氮化硅中的一种或多种；所述无机纳米材料占纳米绝热毡质量的25～40％；
所述稀土氧化物选自氧化铕、氧化钆、氧化镝、氧化镱、氧化钇、氧化钕、氧化铽、氧化铈、氧化镧、氧化钐、氧化铒、氧化镨、氧化钬、氧化镥、氧化钪和氧化铥中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的耐腐蚀的纳米绝热毡，其特征在于，所述疏水材料为含氢硅油乳液；所述含氢硅油乳液的含油量≥28％，含氢量1.5％～2.5％。


3.根据权利要求1所述的耐腐蚀的纳米绝热毡，其特征在于，所述纤维毯基材选自玻璃纤维针刺毯、硅酸铝纤维针刺毯、硅酸镁纤维针刺毯、高硅氧纤维毯、石英纤维毯和氧化铝纤维毯中的一种或多种。


4.一种权利要求1～3任一项所述耐腐蚀的纳米绝热毡的制备方法，包括以下步骤：
将水、表面活性剂、有机粘结剂、无机纳米粉体和稀土氧化物充分分散，得到浆料；
将纤维毯基材浸润在所述浆料中，充分复合，得到湿坯；
将所述湿坯依次进行煅烧和疏水处理，得到耐腐蚀的纳米绝热毡。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水：表面活性剂：有机粘结剂：无机纳米粉体：稀土氧化物的质量比为100：0.01～0.2：2～5：20～30：0.01～0.25。


6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自烷基三甲基铵、聚氧乙烯烷基胺、烷基二甲基甜菜...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹿晓琨，王振宇，张成贺，刘超，任大贵，
申请(专利权)人：山东鲁阳浩特高技术纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37