專利名稱：一種玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種復合隔熱材料，本發明也涉及一種復合隔熱材料的制備方法。
背景技術：
隨著技術裝備的發展，隔熱問題越來越成為人們關注的熱點，也成為制約高技術設備發展的關鍵因素之一。采用低熱導率的隔熱材料，將會改善許多工業設備工作環境，節能降耗。目前，在使用的纖維類隔熱材料主要有硅酸鋁纖維、玄武巖陶瓷纖維制品，如纖維棉、氈、毯、紙、繩等[陳國榮等，納米SiO2改性玄武巖纖維涂層漿料的制備及應用，涂料工業，2010 (6)]。隔熱性能穩定和耐化學侵蝕性。但玄武巖纖維制品的熱導率、容重相對較高，不能滿足許多應用場含的要求。

發明內容
本發明的目的在于提供一種熱導率低、容重小的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料。本發明的目的還在于提供一種玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料的制備方法。本發明的目的是這樣實現的:本發明的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料是由玄武巖纖維20-68份、氣凝膠粉體2-25份、結合劑5-40份和助劑2-10份制成，成分組成均按質量比計。
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本發明的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料中:所述的結合劑為聚合氯化鋁、硅酸鈉或硅酸鈉與硅溶膠復配劑的一種或兩種。所述的助劑是KH550或KH570型硅烷偶聯劑的一種或兩種。所述的氣凝膠粉體為孔徑為40_100nm的二氧化硅氣凝膠粉體。所述的硅酸鈉與硅溶膠復配劑為質量比為1:5-30的硅酸鈉與硅溶膠的混合物。本發明的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料的制備方法為:(I)、將玄武巖纖維經剪切、粉碎機粉碎纖維后、打漿機打漿、纖維疏解器疏解后，加入水中，攪拌，形成漿料后倒入抄片器中；(2)、在漿料中加入氣凝膠粉體，在攪拌的同時依次加入結合劑、助劑，漿料逐漸形成絮狀物，當漿料中液體由渾濁變為清澈時，將絮狀物從抄片器中抄出；(3)、將抄出的絮狀物成型，烘干制得玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料。上述成型根據需要可選擇板型、塊型，制得復合隔熱材料纖維扳或復合隔熱材料纖維塊體。該發明制備的隔熱保溫材料先通過制漿造紙加工工藝實驗方法前處理，即利用制漿、配漿、成型、烘干等工序，然后再經微波加熱的干燥方法制備導熱系數較低且具有耐高溫隔熱性能的玄武巖纖維復合板。本發明利用氣凝膠低熱導率特性，與玄武巖纖維復合形成低熱導率、輕質復合保溫隔熱材料。本發明隔熱材料的低熱導率特性是通過添加氣凝膠粉體(孔徑40-100nm)而實現的，本發明的低熱導率復合保溫隔熱材料是以玄武巖纖維為基材，以氣凝膠粉體(孔徑40-100nm)為添加劑，通過加入結合劑和助劑，經過制漿、配漿、成型、烘干等工序，制成的隔熱材料。與現有技術相比，本發明的絕熱材料具有低熱導率、質輕、成本低的特點，熱導率為0.0lff/ (m K)低于0.04W/ (m K)，屬絕熱材料。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不限于此。實施例1.一種低熱導率復合常溫隔熱材料的組分如下，玄武巖纖維59份、氣凝膠粉體(孔徑40-100nm) 15份、結合劑30份、助劑6份，均為質量計。制備方法如下:將玄武巖纖維棉經剪切、打漿機打漿、纖維疏解器55份加入到100份水中，攪拌，形成漿料。隨后，加入15份氣凝膠粉體(孔徑45nm)，在攪拌的同時逐次加入結合劑30份和助劑6份。在漿料中液體由渾濁變為清澈時，將絮狀物抄出，成型，真空抽濾lOmin，微波烘干，制得玄武巖纖維/氣凝膠粉體(孔徑45nm)復合隔熱板。該復合隔熱板熱導率為0.028W/ (m K)。實施例2.如實施例1所述,所不同的是組分如下,均為質量計:玄武巖纖維45份，氣凝膠粉體(孔徑45nm) 10份，結合劑20份，助劑5份，均為質量計。制備方法同實施例1。所得復合隔熱板具有較高的強度，熱導率為0.02Iff/(m K)。實施例3.如實施例1所述，所不同的是組分如下，均為質量計:玄武巖纖維65份，氣凝膠粉體(孔徑50nm) 5份，結合劑20份，助劑7份，均為質量計。制備方法同實施例1。所得復合隔熱材料熱導率為0.017ff/(m K)。實施例4.如實施例1所述,所不同的是組分如下,均為質量計:玄武巖纖維55份，氣凝膠粉體(孔徑50nm) 11份，結合劑15份，助劑6份，均為質量計。制備方法同實施例1。所得復合隔熱板具有較高的強度，熱導率為0.03Iff/(m K)。實施例5.如實施例1所述，所不同的是組分如下，均為質量計:玄武巖纖維60份，氣凝膠粉體(孔徑45nm) 5份，結合劑15份，助劑5份，均為質量計。制備方法同實施例1。所得復合隔熱材料熱導率為0.023W/(m*K)0實施例6.如實施例1所述，所不同的是組分如下，均為質量計:玄武巖纖維50份，氣凝膠粉體(孔徑50nm) 7份， 結合劑15份，助劑4份，均為質量計。制備方法同實施例1。所得復合隔熱材料熱導率為0.015ff/(m K)。
上述實施例中的所述的結合劑選自工業級聚合氯化鋁(PAC)、工業級硅酸鈉(水玻璃)或質量比為1:5-30的硅酸鈉硅溶膠復配劑的一種或兩種；所述的助劑是KH550或KH570型硅烷偶聯劑 的一種或兩種。
權利要求
1.一種玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料，其特征是由玄武巖纖維20-68份、氣凝膠粉體2-25份、結合劑5-40份和助劑2-10份制成，成分組成均按質量比計。
2.根據權利要求1所述的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料，其特征是:所述的結合劑為聚合氯化鋁、硅酸鈉或硅酸鈉與硅溶膠復配劑的一種或兩種。
3.根據權利要求2所述的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料，其特征是:所述的硅酸鈉與硅溶膠復配劑為質量比為1:5-30的硅酸鈉與硅溶膠的混合物。
4.根據權利要求1、2或3所述的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料，其特征是:所述的助劑是KH550或KH570型硅烷偶聯劑的一種或兩種。
5.根據權利要求1、2或3所述的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料，其特征是:所述的氣凝膠粉體為孔徑為40-100nm的二氧化硅氣凝膠粉體。
6.根據權利要求4所述的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料，其特征是:所述的氣凝膠粉體為孔徑為40-100nm的二氧化硅氣凝膠粉體。
7.—種如權利要求1所述的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料的制備方法，其特征是: (1)、將玄武巖纖維經剪切、粉碎機粉碎纖維后、打漿機打漿、纖維疏解器疏解后，加入水中，攪拌，形成漿料后倒入抄片器中； (2)、在漿料中加入氣凝膠粉體，在攪拌的同時依次加入結合劑、助劑，漿料逐漸形成絮狀物，當漿料中液體由渾濁變為清澈時，將絮狀物從抄片器中抄出； (3)、將抄出的絮狀物成型 ，烘干制得玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料。
8.根據權利要求7所述的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料的制備方法，其特征是:所述的結合劑為聚合氯化招、娃酸鈉或質量比為1:5-30的娃酸鈉與娃溶膠復配劑的一種或兩種。
9.根據權利要求8所述的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料的制備方法，其特征是:所述的助劑是KH550或KH570型硅烷偶聯劑的一種或兩種。
10.根據權利要求9所述的玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料的制備方法，其特征是:所述的氣凝膠粉體為孔徑為40-100nm的二氧化硅氣凝膠粉體。
全文摘要
本發明提供的是一種玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料及其制備方法。將玄武巖纖維經剪切、粉碎機粉碎纖維后、打漿機打漿、纖維疏解器疏解后，加入水中，攪拌，形成漿料后倒入抄片器中；在漿料中加入氣凝膠粉體，在攪拌的同時依次加入結合劑、助劑，漿料逐漸形成絮狀物，當漿料中液體由渾濁變為清澈時，將絮狀物從抄片器中抄出；將抄出的絮狀物成型，烘干制得玄武巖纖維與氣凝膠粉體復合隔熱材料。本發明利用氣凝膠低熱導率特性，與玄武巖纖維復合形成低熱導率、輕質復合保溫隔熱材料。本發明的隔熱材料在常溫熱導率為0.01W/(m·Κ)低于0.04W/(m·Κ)，屬絕熱材料。
文檔編號C04B14/38GK103073237SQ201310020259
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者喬英杰, 趙紅, 張曉紅 申請人:哈爾濱工程大學