[发明专利]一种纳米绝热毡及其制备方法、纳米绝热毡复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种纳米绝热毡及其制备方法、纳米绝热毡复合材料及其制备方法和应用，纳米绝热毡包括无机纤维针刺毯；和与所述无机纤维针刺毯复合的无机纳米粉体；无机纳米粉体选自纳米氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化锆、纳米硅酸锆、六钛酸钾晶须、超细氧化铝粉、超细氢氧化铝粉、炭黑、碳化硅和氮化硅中的一种或几种；无机纳米粉体占纳米绝热毡层质量的2～20％。本发明将上述纳米绝热毡与无机纤维针刺毯、无机纤维加强布层叠得到纳米绝热毡复合材料。该纳米绝热毡复合材料具有优良的绝热性和力学性能。复合材料能够满足石化、冶金、电力等行业大型工业窑炉或其他领域热工设备使用温度＞650℃保温绝热需求。

技术领域

本发明属于绝热毡技术领域，尤其涉及一种纳米绝热毡及其制备方法、纳米绝热毡复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

普通纳米绝热毡一般以玻璃纤维针刺毡或陶瓷纤维针刺毡作为基材，再与二氧化硅类材料进行复合，其中包括沉淀法白炭黑、气相二氧化硅、微硅粉等，绝热效果尚可，但力学性能较差，在运输使用过程中容易变形破裂，影响使用效果，同时在800℃以上的大型窑炉等热工设备使用中严重受限。

近年来，随着环保、节能、减排等理念深入人心，高温行业对保温绝热材料提出的要求也越来越高。普通纳米绝热毡具有低导热系数、柔韧性好等优点，目前已广泛应用于热工行业保温绝热，但其使用温度范围一般＜650℃，即便是导热系数格外优良的纳米二氧化硅气凝胶保温毡亦是如此；另外，普通纳米绝热毡也存在机械强度较低、运输使用过程中容易变形破裂等缺陷，进一步限制了纳米绝热毡的更广泛应用。因此，有必要对传统纳米绝热毡进行结构上优化，制备出纳米绝热毡复合材料，使其同时具备较高的机械性能和耐高温性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纳米绝热毡及其制备方法、纳米绝热毡复合材料及其制备方法和应用，该纳米绝热毡复合材料具有优良绝热性能和力学性能。

本发明提供了一种纳米绝热毡，包括无机纤维针刺毯；和与所述无机纤维针刺毯复合的无机纳米粉体；

所述无机纳米粉体选自纳米氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化锆、纳米硅酸锆、六钛酸钾晶须、超细氧化铝粉、超细氢氧化铝粉、炭黑、碳化硅和氮化硅中的一种或几种；所述无机纳米粉体占纳米绝热毡层质量的2～20％。

优选地，所述无机纤维针刺毯选自玻璃纤维针刺毯、硅酸铝纤维针刺毯、硅酸镁纤维针刺毯、高硅氧纤维针刺毯、石英纤维针刺毯和氧化铝纤维针刺毯中的一种或多种。

优选地，所述纳米绝热毡的厚度为3～25mm；

所述无机纤维针刺毯的厚度为8～12mm。

本发明提供了一种上述技术方案所述纳米绝热毡的制备方法，包括以下步骤：

将无机纳米粉体与水、分散剂、有机粘结剂混合，得到浆料；

将无机纤维针刺毯浸润到所述浆料中，复合得到湿坯，再进行烘干和煅烧，得到纳米绝热毡。

本发明提供了一种纳米绝热毡复合材料，包括叠加复合的第一无机纤维加强布层、中间层和第二无机纤维加强布层；

所述中间层包括交叉叠加的纳米绝热毡层和无机纤维针刺毯层；

所述纳米绝热毡层为上述技术方案所述纳米绝热毡。

所述第一无机纤维加强布层和第二无机纤维加强布层独立地选自玻璃丝加强陶瓷纤维布和/或不锈钢丝加强陶瓷纤维布。

优选地，所述第一无机纤维加强布层、中间层和第二无机纤维加强布层的叠加复合的方式选自胶粘，还包括缝制和/或共针刺；

采用无机粘结剂进行所述胶粘；所述无机粘结剂选自水玻璃、硅酸钾、酸性硅溶胶、碱性硅溶胶、中性硅溶胶、磷酸二氢铝、硫酸钙、氧化钙和氢氧化钙中的一种或多种；