[发明专利]一种泡沫陶瓷增强纤维SiO2/Al2O3/TiO2多孔气凝胶隔热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔热材料及其制备方法，尤其是涉及一种泡沫陶瓷增强纤维SiO₂／Al₂O₃／TiO₂多孔气凝胶隔热材料及其制备方法。

背景技术

近年来，国内因保温材料发生的几起火灾事故，如2009年2月的央视新址大火、2010年11月上海高层公寓大火、2011年2月的沈阳皇朝万鑫酒店大火等等，一例例血的教训，已让人们清楚地意识到了推广应用具有良好防火性能的外墙外保温材料的必要性和紧迫性。

因此，保温材料的研发和墙体保温系统设计，应将安全与节能、防火与保温一起放在首要位置，建筑节能必须推进，墙体外保温材料履待升级换代。

有机保温材料，如EPS，XPS，聚氨醋类保温材料，保温性能优越，但其耐久性是有机类材料的致命弱点。目前一般建筑物的寿命是50--70年，而EPS，XPS，聚氨醋外保温的使用寿命为15--20年，明显与建筑物小同龄。同时，当前所使用的大量外墙保温有机材料EPS，XPS来自石油化工产品。随着全球能源的紧张，石油价格的飞涨，将对以有机材料为主的外墙保温行业产生影响。

此外，有机物的燃烧问题在建筑应用上也没有得到很好的解决，无法在明火下阻燃，而且会在燃烧过程中释放大量有毒气体。目前聚苯板、挤塑板、聚氨醋硬泡等有机保温材料占整个保温材料市场的90％以上。

无机保温材料，如岩棉、玻璃棉、泡沫玻璃等保温材料，耐酸碱、耐腐蚀、小开裂、小脱落、稳定性高、强度高，不存在老化问题，与建筑墙体同寿命；防火阻燃安全性好，可广泛用于密集型住宅、公共建筑、大型公共场所、易燃易爆场所、对防火要求严格的场所。无机泡沫保温材料(燃烧性能达到A级外燃)，其中，泡沫玻璃、泡沫铝的价格太高，岩棉矿棉等纤维保温材料价格也不低。

多孔泡沫陶瓷具有低密度、高硬度、热导率低、气孔率大、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优良性能，广泛用于环保、建筑、窑具、能源、化工、冶炼等多个领域。

SiO₂气凝胶具有纳米多孔结构，其孔隙率高达90％以上，密度最低可至0.001g／cm³，是目前世界上所知最轻的固体材料，也是公认的导热系数最低的材料，其导热系数比空气还要低，因此其具有很广泛的使用前景。

多孔泡沫陶瓷虽然具有低密度、高硬度、热导率低、气孔率大、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优良性能，但其相对的导热系数比较高，大多在0.25以上，在一定程度上制约了其在实际应用中的推广；SiO₂气凝胶由于其很好的隔热性能，被认为是目前世界上隔热效果最好的，使用前景最好的绝热材料，但是作为一种气凝胶本身具有气凝胶固有的很多缺点，如强度低、脆性大、成本高等制约了其在工程应用中的推广。

发明内容

本发明目的在于克服上述缺陷，提供一种机械强度高、隔热性能极好的泡沫陶瓷增强纤维SiO₂／Al₂O₃／TiO₂多孔气凝胶隔热材料及其制备方法。

本发明具体采用如下技术方案实现：

一种泡沫陶瓷增强纤维SiO₂／Al₂O₃／TiO₂多孔气凝胶隔热材料，其构成包括泡沫陶瓷，SiO₂／Al₂O₃／TiO₂多孔气凝胶和纤维，所述泡沫陶瓷和纤维均不参与溶胶凝胶的反应，泡沫陶瓷可以是氧化铝泡沫陶瓷也可以是碳化硅泡沫陶瓷，纤维采用的是陶瓷纤维或者玻璃纤维。所述泡沫陶瓷为以有机泡沫为前躯体生产的，具有连通孔的多孔陶瓷，具体是通过下述方法制备的。

本发明提供的一种泡沫陶瓷增强纤维SiO₂／Al₂O₃／TiO₂多孔气凝胶隔热材料的制备方法，是非超临界干燥法制备的，具体步骤如下：