[发明专利]一种纳米微孔绝热保温板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米微孔绝热保温板及其制备方法，属于隔热材料技术领域。

背景技术

超级绝热材料（Superinsulation）的概念是美国人Hunt A J等人在1992年的国际材料工程大会上提出的，是指在特定的使用条件下，导热系数低于“静止空气”导热系数的绝热材料。二氧化硅气凝胶材料的结构中具有大量的纳米孔隙，且85%以上的孔隙直径小于50nm，空气中的氧气、氮气分子的平均自由程约为70nm，当孔隙直径小于气体的平均自由程时，空气分子可以被视为“静止”，有效消除了气体的对流传热，同时超高气孔率又使得二氧化硅气凝胶材料的固相传热受到限制，所以二氧化硅气凝胶被认为是目前绝热性能最佳的固体材料，在隔热材料领域具有广阔的应用前景。

中国专利文献CN103195985A公开了一种具有多层复合隔热结构的输送管道，包括由内到外依次设置的内工作管、内隔热层、中间反辐射层、外隔热层、隔离层；所述内隔热层为疏水性或亲水性的气凝胶复合材料，所述外隔热层为疏水性的气凝胶复合材料，所述反辐射层为铝箔玻纤布，所述铝箔玻纤布的铝箔面与内隔热层贴合，所述铝箔玻纤布的玻纤面与外隔热层贴合，所述隔离层为热压成型的防水带粘性铝箔布或钢管。上述隔热结构是位于输送管道的夹层中，通过将钢管或热压成型的防水带粘结性铝箔布作为基材，进而依次在其上面附着外隔热层、中间反辐射层、内隔热层，并将气凝胶复合材料同时用于内、外隔热层中以起到保温、隔热的作用，然而，当上述输送管道长时间处于高温环境中，由于气凝胶复合材料长期使用温度不应高于800℃，温度过高，会导致材料的热收缩率变大，隔热保温性能急剧下降，从而将最终影响整个输送管道系统的保温性和安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的多层复合隔热结构采用气凝胶复合材料分别作为内隔热层和外隔热层，并不能实现高温条件下长期、有效的保温和隔热，从而提供一种高温条件下具有较好隔热、保温性能的纳米微孔绝热保温板及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种纳米微孔绝热保温板，其从冷面到热面依次为保温层、反辐射层和增强层，所述保温层的物料组分为气相二氧化硅和耐高温超细纤维；所述反辐射层的物料组分为碳化硅、二氧化钛、炭黑、三氧化二铝、铝粉中的一种或几种的混合物；所述增强层的物料组分为三氧化二铝、氧化锆、硅酸钙、无机粘土中的一种或几种的混合物。

所述保温层、反辐射层和增强层的厚度比为2:1:1-30:1:1。

所述反辐射层的厚度为0.5mm-2mm。

所述耐高温超细纤维包括玻璃纤维、陶瓷纤维、氧化铝纤维、碳纤维中的一种或几种的混合物。

所述反辐射层的物料组分为纳米级粉体。

还设置有外覆合层，所述外覆合层对所述保温层、反辐射层和增强层的外表面形成包覆。

所述外覆合层为热收缩膜、铝箔、铝箔玻纤布、电子布、陶瓷纤维布、纤维纸中的一种或几种的组合。

进一步，提供一种制备所述的纳米微孔绝热保温板的方法，其包括如下步骤：

（1）称取所述增强层的物料组分注入模具，并使其平铺于模具底部作为底层；

（2）称取所述反辐射层的物料组分注入模具，并使其在步骤（1）所述底层的上面均匀铺开形成中间层；

（3）称取所述保温层的物料组分注入模具，并使其在步骤（2）所述中间层的上面均匀铺开；

（4）对模具中的三层物料进行缓慢加压，加压速度150-500mm/min，至8-10MPa，并保压2-5s；

（5）脱模后，得到的板材经烘干处理，即得所述的纳米微孔绝热保温板。

本发明设置所述纳米微孔绝热保温板从冷面到热面依次为保温层、反辐射层和增强层，其中所述“冷面”是指纳米微孔绝热保温板在使用时，远离保温对象、温度最低的一侧；“热面”是指纳米微孔绝热保温板在使用时紧贴保温对象的一侧。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：