一种耐1600℃隔热纸及其制备方法技术

技术编号：44495041 阅读：0 留言：0更新日期：2025-03-04 18:01

本发明专利技术涉及特种纸技术领域，具体涉及一种耐1600℃隔热纸及其制备方法，S1、将氧化铝超细纤维、硅酸镁纤维在水中经疏解后，加入含氨基的硅烷偶联剂混合，再加入铝溶胶混合；然后加入气相法纳米氧化铝粉末、以及有机硅乳液进行配浆；S2、后续依次进行湿纸页抄造、抽吸脱水、干燥、分切制得耐1600℃隔热纸；本发明专利技术以细长氧化铝超细纤维作为主纤维、以直径较粗的硅酸镁纤维作为辅助填充功能纤维，以及结合纳米级气相法氧化铝粉末作为填料填充纤维间空隙，通过顺序加入的含氨基的硅烷偶联剂、铝溶胶以及有机硅进行有效化学键合，使特种纸强度较高、阻燃、耐温1600℃、高温下具有较低的导热系数。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及特种纸，具体涉及一种耐1600℃隔热纸及其制备方法。

技术介绍

1、在节能减排领域应用隔热材料是较为有效的措施。隔热材料以其优异的保温隔热性能正越来越广泛地应用到多个领域，其中应用较为普遍的是纤维质隔热材料，其优异的热稳定性、抗腐蚀性、耐高温性、隔热性和抗热震性能，在热力管道保温隔热领域和高温工业窑炉窑墙保温领域和航空航天及其军工领域中得到广泛的应用。

2、耐温隔热纸主要由耐温纤维、粘结剂和助剂组成，耐温纤维包括有机纤维、无机纤维和金属纤维，其中无机纤维应用较为广泛，如硅酸铝纤维、硅藻土纤维等。其生产工艺主要有湿法和干法两种。湿法工艺是将耐温纤维与粘结剂混合后，通过造纸机抄造成型；干法工艺则是将耐温纤维与粘结剂混合后，通过干燥、压制等工序制成。耐温隔热纸具有以下优点：优异的热稳定性，可在高温环境下长期使用；良好的抗腐蚀性，适用于多种腐蚀性环境；耐高温性，最高使用温度可达1000℃以上；良好的隔热性能，降低热量损失；抗热震性能，适应温度变化。

3、虽然耐温隔热纸的隔热性能已相对较好，但在一些高温、高压等极端环境下，其隔热性能仍有待进一步提高。尤其在高温环境下，隔热性能仍不佳。

技术实现思路

1、为了解决高温环境下隔热纸隔热效果不佳的技术问题，而提供一种耐1600℃隔热纸及其制备方法。本专利技术的隔热纸具有良好的耐温、隔热性能，解决了隔热纸耐温低的问题，生产成本低，是高质量隔热纸。

2、为解决以上问题，本专利技术通过以下技术方案实现：</p>

3、一种耐1600℃隔热纸的制备方法，包括如下步骤：

4、s1、将氧化铝超细纤维、硅酸镁纤维在水中经疏解后，加入含氨基的硅烷偶联剂混合，再加入铝溶胶混合；然后加入气相法纳米氧化铝粉末、以及有机硅乳液进行配浆；

5、s2、后续依次进行湿纸页抄造、抽吸脱水、干燥、分切制得耐1600℃隔热纸；

6、其中所述氧化铝超细纤维的长度为1-5mm、直径小于10μm；所述硅酸镁纤维的长度为2-4mm、直径在50-150μm范围内，其中氧化镁含量在20％-25％范围内；所述气相法纳米氧化铝粉末的粒径小于30nm；

7、所述氧化铝超细纤维与所述硅酸镁纤维的质量比为2-3:1，所述气相法纳米氧化铝粉末是纤维总重量的5％-10％。

8、进一步地，所述铝溶胶、所述含氨基的硅烷偶联剂、所述有机硅乳液的总加入量是纤维总重量的1％-10％。

9、再进一步地，所述铝溶胶、所述含氨基的硅烷偶联剂、所述有机硅乳液的质量比为1-3:0.1:1。

10、优选地，所述铝溶胶的质量百分数为5-50％、胶体粒径5-30nm；所述含氨基的硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、脲丙基三乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-(4-脲氨基)丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。通过先加入含氨基的硅烷偶联剂与纤维表面羟基、羧基等官能团产生预结合，后续随着酸性且带正电性的铝溶胶加入，一方面端氨基破坏铝溶胶胶体稳定性使带正电性的胶体颗粒沉淀且锚固在含羟基、羧基等官能团的纤维表面，使纤维粘结牢固，另一方面铝溶胶的酸性条件促使硅烷偶联剂水解加速，在纤维表面形成氢键键合，后续加入纳米氧化铝颗粒使其在体系中分散均匀，随着有机硅的加入，有机硅键合纳米氧化铝颗粒的同时与纤维上的硅烷偶联剂结合，在后续加热条件下干燥发生脱水，这几者形成共价键连接，使隔热纸具有较好的强度。

11、进一步地，s1中所述疏解在100-400r/min低速范围内进行搅拌至无絮团；s1中所述混合在400-600r/min下进行搅拌混合至少15min；s2中所述配浆在800-1200r/min高速下进行配浆至少15min。

12、进一步地，所述湿纸页抄造的上网浓度为0.1wt％-0.25wt％、纸页定量为100-500g/m2。

13、进一步地，所述抽吸脱水是使成型后的湿纸页干度为25％-35％。

14、进一步地，所述干燥是在微波条件下同时进行红外加热干燥，红外加热温度为120-180℃，微波频率在2000-2500mhz范围内、功率在2000-4000w范围内，干燥至产品干度为95％以上。

15、本专利技术另一方面提供由上述方法制备得到的耐1600℃隔热纸。

16、有益技术效果：

17、本专利技术以细长氧化铝超细纤维作为主纤维，起到支撑骨架和保证耐温1600℃的作用；以直径较粗的硅酸镁纤维作为辅助填充功能纤维，起到增强作用，同时在高温下形成更加致密的陶瓷化层，实现高效阻燃作用；以纳米级气相法氧化铝粉末作为填料填充纤维间空隙，通过光学反射起到增强隔热的效果；细纤维与粗纤维先通过含氨基的硅烷偶联剂键合，再以铝溶胶、以及有机硅进行有效化学键合，使所得特种纸强度较高、阻燃、耐温1600℃、高温下具有较低的导热系数；本专利技术制备工艺简单，适合规模化大生产。

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【技术保护点】

1.一种耐1600℃隔热纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种耐1600℃隔热纸的制备方法，其特征在于，所述铝溶胶、所述含氨基的硅烷偶联剂、所述有机硅乳液的总加入量是纤维总重量的1％-10％。

3.根据权利要求2所述的一种耐1600℃隔热纸的制备方法，其特征在于，所述铝溶胶、所述含氨基的硅烷偶联剂、所述有机硅乳液的质量比为1-3:0.1:1。

4.根据权利要求3所述的一种耐1600℃隔热纸的制备方法，其特征在于，所述铝溶胶的质量百分数为5-50％、胶体粒径5-30nm；

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种耐1600℃隔热纸的制备方法，其特征在于，S1中所述疏解在100-400r/min低速范围内进行搅拌至无絮团；S1中所述混合在400-600r/min下进行搅拌混合至少15min；S2中所述配浆在800-1200r/min高速下进行配浆至少15min。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种耐1600℃隔热纸的制备方法，其特征在于，所述湿纸页抄造的上网浓度为0.1wt％-0.25wt％、纸页定量为100-500g/m2。

7.根据权利要求1-4任一项所述的一种耐1600℃隔热纸的制备方法，其特征在于，所述抽吸脱水是使成型后的湿纸页干度为25％-35％。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种耐1600℃隔热纸的制备方法，其特征在于，所述干燥是在微波条件下同时进行红外加热干燥，红外加热温度为120-180℃，微波频率在2000-2500MHz范围内、功率在2000-4000W范围内，干燥至产品干度为95％以上。

9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的耐1600℃隔热纸。

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【技术特征摘要】

1.一种耐1600℃隔热纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种耐1600℃隔热纸的制备方法，其特征在于，所述铝溶胶、所述含氨基的硅烷偶联剂、所述有机硅乳液的质量比为1-3:0.1:1。

4.根据权利要求3所述的一种耐1600℃隔热纸的制备方法，其特征在于，所述铝溶胶的质量百分数为5-50％、胶体粒径5-30nm；

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种耐1600℃隔热纸的制备方法，其特征在于，s1中所述疏解在100-400r/min低速范围内进行搅拌至无絮团；s1中所述混合在400-600r/min下进行搅拌混合至少15...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟晓东，丁毅，汪琴，王涵宇，贺嘉东，周壮健，
申请(专利权)人：江苏龙冶节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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