一种刚性隔热材料及其制备方法技术

本申请公开了一种刚性隔热材料的制备方法，包括以下步骤：对石英纱线进行表面处理，得到改性石英纱线；基于改性石英纱线、增强纤维制备隔热材料基体；所述增强纤维包括氮化硼纤维；将隔热材料基体进行干燥、烧结得到刚性隔热材料；其中，所述增强纤维包括氮化硼纤维，所述石英纱线的长径比为(100

【技术实现步骤摘要】
一种刚性隔热材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于防隔热材料
，具体涉及一种刚性隔热材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统刚性隔热材料主要采用纤维、粘结剂和分散溶剂为原料，采用抽滤或压滤成型后干燥烧成制得。纤维原料通常选用细直径、价格高的石英纤维棉，所制备的隔热材料价格高昂，另外，为了增强隔热材料的强度，需要额外添加增强剂，增强剂的添加虽然增强了强度，但其也带来了刚性隔热材料孔隙率降低、隔热性能明显降低的问题。
[0003]因此，如何制得成本低、强度高且具备较高隔热性能的隔热材料，成为本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决上述技术问题的缺点，提供了一种刚性隔热材料的制备方法，采用该方法制备的刚性隔热材料强度明显提高，且刚性隔热材料内部孔隙率不降低，隔热性能好。
[0005]本专利技术一个方面，提供了一种刚性隔热材料的制备方法，包括以下步骤：对石英纱线进行表面处理，得到改性石英纱线；基于改性石英纱线、增强纤维制备隔热材料基体；将隔热材料基体进行干燥、烧结得到刚性隔热材料；
[0006]其中，所述增强纤维包括氮化硼纤维，所述石英纱线的长径比为(100
‑
500):1，所述氮化硼纤维的长径比为(10
‑
50):1。
[0007]与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果在于，通过采用石英纱线作为原料制作隔热材料基体，由于石英纱线粗、强度高因此明显提高了刚性隔热材料的强度，同时由于石英纱线进行长度处理时比石英纤维进行长度处理时简单，明显降低了成本；
[0008]采用石英纱线作为原料时，由于石英纱线粗，导致相对于陶瓷纤维棉作为原料，隔热材料中搭接的骨架之间的孔隙的孔径明显降低的问题，且容易出现刚性隔热材料孔隙率降低隔热性能降低；但是通过采用添加氮化硼纤维，实现石英纱线交错衔接点强度增加，同时避免了采用粉体制备浆料进行浸渍实现英纱线交错衔接点强度增加导致的孔隙率降低的问题；即避免了刚性隔热材料隔热性能降低；
[0009]通过所述石英纱线的长径比为(100
‑
500):1，所述氮化硼纤维的长径比为(10
‑
50):1；石英纱线长度长，氮化硼纤维长度短，从而实现石英纱线交错形成的大孔径的纤维网格，氮化硼纤维交错分散石在英纱线交错形成的大孔径的纤维网格内，并与石英纱线搭接；从而由于石英纱线长进一步提高了隔热材料基体强度，同时实现隔热材料基体中孔隙率大且孔隙均匀，从而具有好的隔热性能。
[0010]进一步的，所述增强纤维还包括氧化铝基纤维，所述氧化铝基纤维的长径比为(10
‑
50):1；优选的，所述氧化铝基纤维为多晶氧化铝纤维。
[0011]采用上一步的有益效果在于，实现在石英纱线交错形成的大孔径的纤维网格内分
散、搭接，进一步增加了刚性隔热材料的强度。
[0012]进一步的，所述石英纱线进行表面处理的步骤包括：
[0013]将石英纱线在硅溶胶中进行浸渍，浸渍完毕后进行干燥固化，得到改性石英纱线，所述石英纱线与硅溶胶的质量比为(30
‑
70):1；优选地，在对石英砂纱线进行硅溶胶浸渍之前，先对石英纱线进行粗化处理。
[0014]采用上一步的有益效果在于，通过对石英纱线进行表面处理后，在纤维表面附着二氧化硅，实现氮化硅纤维与石英纱线搭接、烧结后，氮化硅纤维与石英纱线表面附着的二氧化硅反应实现纤维搭接处强度高，明显提高了刚性隔热材料的强度；通过对石英纱线表面粗化处理，避免了石英纱线、氧化铝基纤维在隔热材料基体中出现平行或交错时角度小的问题，同时有利于实现在纤维表面坑凹处附着更多的二氧化硅，同时容易在坑凹处成为纤维的搭接点，最终有利于氮化硅纤维搭接处强度高。
[0015]进一步的，对氧化铝基纤维进行表面处理得到改性氧化铝基纤维，其步骤包括：将氧化铝基纤维在硅溶胶中进行浸渍，浸渍完毕后进行干燥固化，得到改性处理后的氧化铝基纤维，所述氧化铝基纤维与硅溶胶的质量比为(5
‑
50):1；
[0016]优选地，氧化铝基纤维在浸渍硅溶胶之前，将氧化铝基纤维进行粗化处理，将氧化铝基纤维表面粗糙度增加。
[0017]采用上一步的有益效果在于，氧化铝基纤维进行表面处理，其步骤包括：通过对氧化铝基纤维进行表面处理后，在纤维表面附着二氧化硅，实现氮化硅纤维与氧化铝基纤维搭接、烧结后，氮化硅纤维与氧化铝基纤维表面附着的二氧化硅反应实现纤维搭接处强度高，明显提高了刚性隔热材料的强度；通过对氧化铝基纤维表面粗化处理，避免了氧化铝基纤维在隔热材料基体中出现平行或交错时角度小的问题，同时有利于实现在纤维表面坑凹处附着更多的二氧化硅，同时容易在坑凹处成为纤维的搭接点，最终有利于氮化硅纤维搭接处强度高。
[0018]进一步的，制备隔热材料基体的步骤包括：
[0019]制备石英纱线溶液，将所述改性石英纱线分散到分散介质中，得到所述石英纱线溶液；其中，所述石英纱线溶液中改性石英纱线、分散剂的质量比为(30
‑
70)：1；
[0020]制备增强纤维溶液：将所述氮化硼纤维分散到分散介质中，得到所述增强纤维溶液；或者，将所述氮化硼纤维和氧化铝基纤维分散介质中，得到所述增强纤维溶液；所述增强纤维溶液中增强纤维、分散剂的质量比为(40
‑
100)：1；
[0021]所述分散剂为水。
[0022]进一步的，制备隔热材料基体的步骤还包括：将所述石英纱线溶液倒入底部铺有筛网的多孔模具中，然后滤除石英纱线溶液中的溶剂；
[0023]当石英纱线溶液中的溶剂全部或部分滤除时，将增强纤维溶液倒入所述多孔模具，采用抽滤、压滤的方式除去溶剂，得到隔热材料基体；优选地，当所述增强纤维包括氮化硼纤维时，所述隔热材料基体中石英纱线与氮化硼纤维的质量比为(3
‑
5)：(2
‑
5)；
[0024]当所述增强纤维包括氮化硼纤维和氧化铝基纤维时，所述隔热材料基体中石英纱线与氮化硼纤维、氧化铝基纤维的质量比为(3
‑
5)：(2
‑
5)：(0
‑
5)。
[0025]采用上一步的有益效果在于，实现石英纱线交错形成的大孔径的纤维网格，增强纤维交错分散石在英纱线交错形成的大孔径的纤维网格内，并与石英纱线搭接。
[0026]进一步的，所述改性石英纱线用于制备石英纱线溶液之前进行二次处理，具体过程为：将改性石英纱线表面附着石蜡或将改性石英纱线表面附着有机改性溶液，完成二次处理；
[0027]和/或
[0028]当所述增强纤维包括氮化硼纤维和氧化铝基纤维时，所述改性氧化铝基纤维用于制备增强纤维溶液之前进行二次处理，具体过程为：将改性氧化铝基纤维表面附着石蜡或将改性氧化铝基纤维表面附着有机改性溶液，完成二次处理。
[0029]进一步的，所述有机改性溶液包括反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刚性隔热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：对石英纱线进行表面处理，得到改性石英纱线；基于改性石英纱线、增强纤维制备隔热材料基体；将隔热材料基体进行干燥、烧结得到刚性隔热材料；其中，所述增强纤维包括氮化硼纤维，所述石英纱线的长径比为(100
‑
500):1，所述氮化硼纤维的长径比为(10
‑
50):1。2.根据权利要求1所述的刚性隔热材料的制备方法，其特征在于，所述增强纤维还包括氧化铝基纤维，所述氧化铝基纤维的长径比为(10
‑
50):1。3.根据权利要求1所述的刚性隔热材料的制备方法，其特征在于，对石英纱线进行表面处理的步骤包括：将石英纱线在硅溶胶中进行浸渍，浸渍完毕后进行干燥固化，得到改性石英纱线，所述石英纱线与硅溶胶的质量比为(30
‑
70):1；优选地，在对石英纱线进行硅溶胶浸渍之前，先对石英纱线进行粗化处理。4.根据权利要求2所述的刚性隔热材料的制备方法，其特征在于，对氧化铝基纤维进行表面处理得到改性氧化铝基纤维，其步骤包括：将氧化铝基纤维在硅溶胶中进行浸渍，浸渍完毕后进行干燥固化，得到改性处理后的氧化铝基纤维，所述氧化铝基纤维与硅溶胶的质量比为(5
‑
50):1；优选地，在对氧化铝基纤维进行硅溶胶浸渍之前，先对氧化铝基纤维进行粗化处理。5.根据权利要求1或2所述的刚性隔热材料的制备方法，其特征在于，制备隔热材料基体的步骤包括：制备石英纱线溶液：将所述改性石英纱线分散到分散剂中，得到所述石英纱线溶液；其中，所述石英纱线溶液中改性石英纱线、分散剂的质量比为(30
‑
70)：1；制备增强纤维溶液：将所述氮化硼纤维分散到分散介质中，得到所述增强纤维溶液；或者，将所述氮化硼纤维和氧化铝基纤维分散介质中，得到所述增强纤维溶液；所述增强纤维溶液中增强纤维、分散剂的质量比为(40
‑
100)：1；所述分散剂为水。6.根据权利要求5所述的刚性隔热材料的制备方法，其特征在于，制备隔热材料基体的步骤还包括：将所述石英纱线溶液倒入底部铺有筛网的多孔模具中，然后滤除石英纱线溶液中的溶剂；当石英纱线溶液中的溶剂全部或部分滤除时，将增强纤维溶液倒入所述多孔模...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞祥，崔唐茵，王开宇，周长灵，隋学叶，刘红花，李明阳，孙成功，唐文哲，
申请(专利权)人：山东工业陶瓷研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：