[发明专利]高温相变隔热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及隔热材料技术领域，尤其涉及一种高温相变隔热材料及其制备方法。

背景技术

随着航空航天技术的迅猛发展，特别是可重复使用航天器、临近空间飞行器和高超声速飞行器等面向未来飞行器的快速发展，热防护系统和材料已成为制约飞行器研发能否成功的最重要的关键技术之一。随着飞行马赫数的不断提高，对热防护材料的使用温度的要求越来越高，工作时，燃烧室外壁的温度高达2200K以上，为了保护发动机金属壳体及其周边的电子设备，同时减少热量的散耗及其带来的明显的红外信号特征，燃烧室外壁采用超高温隔热材料进行热防护。

相变吸热材料在相变过程中吸收大量的热，因此相变吸热材料可以有效降低温度。但通常的相变材料的相变温度低，不适合在高温环境下使用。如石蜡的相变47-64℃，密度为0.9g/cm³，吸热能力为200-220J/g。并且只有单一的储热功能，不具备隔热性能。近年来研制了一些新型相变材料，如采用无机混合盐(KNO3-NaNO3)作为相变材料,膨胀石墨作为导热强化相,目标为制成导热系数为5～15W/(m·K)的相变储能复合材料，虽然具备一定的隔热性能，但储热能力差，储能密度为200kJ/kg。因此，现有相变储热材料存在功能单一，不具备隔热性能、不能耐高温、储热能力差等问题

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种高温相变隔热材料及其制备方法，主要目的是提高耐温温度，及储热性能。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种高温相变隔热材料，其原料由如下组分组成：

耐高温基体材料        20～79.5重量份

耐高温相变吸热材料    20～79.5重量份

增强纤维              0.5～60重量份。

作为优选，所述耐高温基体材料为氧化铝粉体、莫来石粉体或氧化锆粉体。

作为优选，所述耐高温基体材料为粉体，粒径范围为10-300nm。

作为优选，所述耐高温相变材料为氟化镁粉体、氟化镍粉体或氟化钠粉体。

作为优选，所述耐高温相变材料为粉体，粒径范围为10-300nm。

作为优选，所述增强纤维为短切纤维，纤维直径为1-20μm，长度为0.5-50mm。

作为优选，所述增强纤维为高硅氧纤维、石英纤维、莫来石纤维、或氧化铝纤维。

另一方面，本发明实施例提供了一种上述任一种高温相变隔热材料的制备方法，包括如下步骤：

将按比例称好的耐高温基体材料、增强纤维和耐高温相变材料加入去离子水混合打浆均匀，获得混合料；

将均匀的混合料，加入模具中，模压成形，得到湿坯；

模压成形后的湿坯常压干燥得到干坯，然后将干坯高温煅烧即得高温相变隔热材料。

作为优选，所述湿坯在常压50℃～250℃干燥，获得生坯；所述生坯在高温炉中400℃～800℃高温煅烧0.5～6h。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明实施例的高温相变吸热隔热材料的基体可耐1600℃高温。

2、本发明实施例的高温相变吸热隔热材料的高温相变吸热的温度比较高，在1200℃-1300℃，可用于航空航天热防护及工业余热回收等高温领域。

3、本发明实施例的高温相变吸热隔热材料吸热能力强，可达600-700J/g。

4、本发明实施例的高温相变吸热隔热材料的制备工艺简单，生产周期短。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

高温相变隔热材料，其原料由如下组分组成：

耐高温基体材料        20～79.5重量份

耐高温相变吸热材料    20～79.5重量份

增强纤维              0.5～60重量份。

本发明实施例的高温相变隔热材料通过适当比例的耐高温基体材料、耐高温相变吸热材料以及增强纤维即可获得骨架耐温温度高，相变温度高，储热能力强的隔热材料。

实施例1