[发明专利]一种高强度陶瓷纤维隔热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度陶瓷纤维隔热材料及其制备方法。所述方法包括：将陶瓷纤维置于醋酸盐溶液中，混合均匀，将混合料浆装入金属夹板模具中，并对金属夹板模具施加压力，后保持压力不变，将装有混合料浆的金属夹板置于烘箱中，升高烘箱温度，保温保压一段时间后关闭烘箱，待烘箱自然冷却至室温，将模具中样品取出放于烘箱中，进一步烘干、自然冷却后，得到所述陶瓷纤维隔热材料。本发明工艺简单，制备成本低，反应时间短，耗能低，生产效率高。

技术领域

本发明属于新型保温隔热材料领域，具体涉及一种高强度陶瓷纤维隔热材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷纤维隔热材料因同时具备耐高温和低导热率的性能特点，可以应用于许多高温场合，如火箭、飞机、飞船等发动机的组件，汽车发动机组件，热交换器组件等，能够有效阻隔热结构件表面或超高温部件的热量向其它部件的传播。但是在实际施工过程中，陶瓷纤维隔热材料的力学性能较差，在外力的作用下非常容易碎裂，增加了施工难度，而且裂纹的出现也会直接影响材料的隔热效果。

为了克服陶瓷纤维材料力学性能差的问题，目前的解决方法是在制备陶瓷纤维材料时，加入一定量的胶黏剂，如磷酸铝胶黏剂、磷酸铬胶黏剂、硅酸铝胶黏剂、铝溶胶等，但是胶黏剂的加入会提高材料的导热系数，同时显著增加纤维隔热材料的重量，这对有荷载要求的器件的组装是非常不利的。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种高强度陶瓷纤维隔热材料及其制备方法。

为了达到上述的目的，本发明提供了一种高强度陶瓷纤维隔热材料的制备方法，包括如下步骤：

1)称取陶瓷纤维材料，置于该陶瓷纤维材料相应金属的醋酸盐溶液中，混合均匀；

2)将步骤1)得到的混合料浆装入金属夹板模具中，并对金属夹板模具施加压力；

3)保持压力不变，将装有混合料浆的金属夹板放置于烘箱中，升高烘箱温度至醋酸盐分解温度，样品保温保压反应，后关闭烘箱，待烘箱自然冷却至室温，将模具中样品取出放于烘箱中，继续烘干后取出，再次自然冷却，得到所述高强度陶瓷纤维隔热材料。

优选地，其中步骤1)中，所述陶瓷纤维材料为氧化铝纤维、氧化锆纤维、硅酸铝纤维或莫来石纤维。

优选地，其中步骤1)中，所述醋酸盐溶液为醋酸铝溶液或醋酸锆溶液，这是根据所选陶瓷纤维材料选定的，以保证陶瓷纤维材料在处理后的纯度。

优选地，其中步骤1)中，所述醋酸盐溶液的重量百分比浓度为15～30％。

优选地，其中步骤1)中，所述醋酸盐溶液的用量为陶瓷纤维材料重量的25～65％。

优选地，其中步骤2)中，所述金属夹板模具包括平行设置的第一金属面板及第二金属面板，且所述第一金属面板及第二金属面板通过相互配合的多个螺栓及螺母连接。

优选地，其中步骤2)中，所述施加压力的范围为3～6Mpa。

优选地，其中步骤3)中，所述烘箱的升温速率为5～10℃/min；所述样品保温保压反应的时间为4～12h；所述继续烘干的温度为100-120℃，时间为12-14h。

本发明提供了一种高强度陶瓷纤维隔热材料，其强度为150～300KPa，相对密度为0.17～0.63g/cm^-3，导热系数为0.054～0.108W/m·K。

优选地，其中所述高强度陶瓷纤维隔热材料是通过上述方法制得的。