[发明专利]储能型真空绝热板纳米复合芯材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米复合芯材及制备方法，尤其是一种储能型真空绝热板纳米复合芯材及其制备方法。

背景技术

真空绝热板为真空保温材料之一种，其由填充芯材与真空保护表层复合而成，它能有效地避免因空气对流而引起的热传递，使其导热系数大幅度降低至小于0.005W/m·K。近期，人们为了获得真空绝热板中的填充芯材，做出了各种努力，如在2009年7月1日公开的中国发明专利申请公布说明书CN 101468906A中披露的“一种富含二氧化硅纳米复合无机阻燃绝热保温板及其制备工艺”。该说明书中提及的保温板为平面或异型的无机纳米复合板，其由重量百分比为40～80％的二氧化硅粉体、10～30％的二氧化锆超细粉、0～20％的无机闭孔微珠材料、2～15％的膨胀珍珠岩、0～15％的蛭石、0.1～2％的偶联剂、2～10％的粘合剂、0～6％的硅酸钙纤维、0～10％的硅酸铝镁纤维和0～10％的硅酸铝纤维组成；制备工艺为将上述原料经分散、混合、制坯、晾干或烘干的过程，获得常温导热系数低于0.04W/m·K的最终产物。但是，无论是最终产物，还是其制备工艺，都存在着欠缺之处，首先，作为最终产物的保温板，其常温导热系数虽较低，却还不太尽人意，难以用于有着较高隔热要求的场合；其次，制备工艺不仅需用的原料较多，由此增加了繁杂性，还不能制得常温导热系数更低的绝热材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的欠缺之处，提供一种组分合理，常温导热系数更低的储能型真空绝热板纳米复合芯材。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述储能型真空绝热板纳米复合芯材的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：储能型真空绝热板纳米复合芯材包括纳米粉体、纤维和粘合剂，特别是，

所述纳米复合芯材还含有相变储能微胶囊和辐射阻隔剂；

所述纳米粉体为纳米颗粒的表面包裹有改性剂，所述纳米颗粒的粒径为5～50nm，其为氧化硅、碳酸钙、氧化钛中的一种或两种以上的混合物，所述改性剂为乙基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上的混合物；

所述相变储能微胶囊的粒径为0.1～10μm，其相变温度为20～40℃；

所述辐射阻隔剂的粒径为5～50nm，其为碳化硅、氮化硅、氮化钛中的一种或两种以上的混合物；

所述纤维为有机纤维，所述有机纤维的直径为5～15μm、长度为0.5～1cm，其为聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维中的一种或两种以上的混合物；

所述粘合剂为氧化硅水溶胶，其胶体粒子的粒径为5～20nm；

所述纳米粉体、相变储能微胶囊、辐射阻隔剂、有机纤维和粘合剂的重量比为100∶10～45∶0.2～10∶8～20∶0.01～0.5，其成型体积密度为0.11～0.35g/cm³。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：上述储能型真空绝热板纳米复合芯材的制备方法包括物理混合法，特别是完成步骤如下：

步骤1，先将改性剂、乙醇和水按照重量比为0.1～5∶100∶1～10的比例相混合，得到改性液，再将改性液喷洒至纳米颗粒之上并搅拌均匀，其中，改性液中的改性剂与纳米颗粒的重量比为0.001～0.01∶1，接着，将表面包裹有改性剂的纳米颗粒置于55～65℃下烘5～10h，得到纳米粉体；

步骤2，先将纳米粉体、相变储能微胶囊、辐射阻隔剂和有机纤维混合均匀，得到混合料，再向混合料中喷洒浓度为0.1～5wt％的粘合剂并混合均匀，得到复合料；

步骤3，先将复合料置于模具中模压，模压的压力为使复合料的体积密度为0.11～0.35g/cm³，得到中间产物，再将中间产物依次置于75～85℃下烘3～10h、110～130℃下烘2～6h，制得储能型真空绝热板纳米复合芯材。

作为储能型真空绝热板纳米复合芯材的制备方法的进一步改进，所述的喷洒改性液为使用雾化器将改性液雾化后喷洒；所述的将纳米粉体、相变储能微胶囊、辐射阻隔剂和有机纤维混合均匀为将其置于密闭的混合机中，于转速为100～5000r/min下混合5～60min；所述的喷洒粘合剂为使用雾化器将粘合剂雾化后喷洒于转速为50～300r/min的混合机中的混合料上；所述的粘合剂喷洒完后，继续搅拌喷洒有粘合剂的混合料5～10min。