[发明专利]一种纤维增强复合隔热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维增强复合隔热材料及其制备方法，各原料按重量份分别为二氧化硅气凝胶粉末30‑75份、六钛酸钾晶须5‑10份、静电纺聚偏氟乙烯微纳米纤维8‑15份、改性海泡石纤维45‑65份、改性纳米氧化铝纤维35‑45份和磷酸二氢铝1‑9份；所述改性海泡石纤维中的各原料的重量份分别为海泡石15‑30份、N,N‑二甲基甲酰胺1‑8份和阻燃剂聚合物2‑10份；所述阻燃剂聚合物中各原料的重量份分别为3,9‑二氯‑2,4,8,10‑四氧‑3,9‑二磷螺环[5.5]十一烷30‑45份、抗氧化剂3‑8份和二甲亚砜15‑30份；通过将两层隔热材料热压在一起，提高了隔热材料的隔热性能，有效降低了保温隔热材料的导热系数，并且也提高了制备的隔热材料的抗压强度和抗拉力，同时具有很好的反射能量的特殊性能。

技术领域

本发明涉及隔热材料技术领域，具体涉及一种纤维增强复合隔热材料及其制备方法。

背景技术

隔热材料在冶金、有色金属、机械、石化、电力等领域有着极其广泛的应用。隔热材料具有密度小、柔韧性高、防水等特性，可收集多余热量，随意性好，无空腔，可避免负风压撕裂和脱落。隔热材料一般分为无机类和有机类两种。有机类隔热材料主要有聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫等。无机隔热材料主要集中在气凝胶毡、玻璃棉、岩棉、膨胀珍珠岩、微纳隔热板等具有一定隔热效果的材料。

有机材料优点是原料充足、产品导热系数低、施工方便、工艺成熟等，其主要缺点为材料耐热问题难以解决；而无机不燃隔热材料，因为导热系数比较高，或强度低，大多不能满足设计使用要求。并且现有的隔热材料不具有反射能量和抗氧化性的作用，因此设计一种具有高抗压强度、高抗拉力和低导热率以及具有反射能量和抗氧化性作用的隔热材料是很有必要的。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种纤维增强复合隔热材料及其制备方法，通过将两层隔热材料热压在一起，提高了隔热材料的隔热性能，有效降低了保温隔热材料的导热系数，并且也提高了制备的隔热材料的抗压强度和抗拉力，同时具有很好的反射能量的特殊性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种纤维增强复合隔热材料，各原料按重量份分别为二氧化硅气凝胶粉末30-75份、硅酸铝纤维15-60份、铝溶液10-20份、六钛酸钾晶须5-10份、静电纺聚偏氟乙烯微纳米纤维8-15份、改性海泡石纤维45-65份、改性纳米氧化铝纤维35-45份和磷酸二氢铝1-9份；

所述改性海泡石纤维中的各原料的重量份分别为海泡石15-30份、盐酸40-75份、甲苯3-7份、N,N-二甲基甲酰胺1-8份和阻燃剂聚合物2-10份；

所述阻燃剂聚合物中各原料的重量份分别为3,9-二氯-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷螺环[5.5]十一烷30-45份、乙二胺13-25份、氢氧化镁5-10份、分散剂1-6份、抗氧化剂3-8份和二甲亚砜15-30份；

所述改性海泡石纤维的制备方法包括以下步骤：

1）在有氮气保护和尾气吸收装置的四口瓶中加入3,9-二氯-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷螺环[5.5]十一烷，在恒压漏斗中加入已融化好的乙二胺，氮气保护下10-30℃滴加，滴加完成后逐步升温至120℃，反应体系变得粘稠，加强搅拌，控制温度在130-150℃，直至反应无酸性气体放出，然后依次加入氢氧化镁、分散剂和抗氧化剂，继续搅拌混合，产物以二甲亚砜做溶剂，乙醇为沉淀剂提纯，最终得到阻燃剂聚合物；

2）将海泡石经水洗，球磨粉碎12小时后，与3%的盐酸水溶液按照质量比1:20的比例在80-100℃的条件下酸化12小时，抽滤、洗涤、干燥后得到酸化后的海泡石纤维；

3）将制得的海泡石纤维和400mL的甲苯加入到500mL的四口烧瓶中，超声分散30-60分钟，然后在氮气的保护下回流12小时，抽滤、洗涤、干燥后得到双螺环接枝海泡石纤维；