[发明专利]一种耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料及其制备方法

权利要求书

1.一种耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料，其特征在于，其制备原料包括气凝胶粉体、耐火纤维、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体、硅烷偶联剂和有机结合剂；

所述气凝胶粉体包括亲水性二氧化硅气凝胶粉体、亲水性二氧化铝气凝胶粉体中的至少一种，且所述气凝胶粉体的添加量为气凝胶粉体、耐火纤维、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量的40～89％；

所述耐火纤维的添加量为气凝胶粉体、耐火纤维、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量的1～50％；

所述红外遮光剂的添加量为气凝胶粉体、耐火纤维、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量的的10～50％；

所述低膨胀/负膨胀材料粉体的添加量为气凝胶粉体、耐火纤维、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量的0～40％；

所述耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料的堆积密度为200～600kg/m³。

2.如权利要求1所述耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料，其特征在于，所述亲水性二氧化硅气凝胶粉体、亲水性二氧化铝气凝胶粉体的比表面积均大于10m²/g，纯度均大于99％。

3.如权利要求1所述的耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料，其特征在于，所述耐火纤维为玻璃纤维、硅酸铝纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、氧化硅纤维、氮化硅纤维、碳化硅纤维中的至少一种；优选地，所述耐火纤维为莫来石纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、氮化硅纤维、碳化硅纤维中的至少一种。

4.如权利要求1或3所述的耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料，其特征在于，所述耐火纤维的长度为1～50mm；优选地，所述耐火纤维的直径小于20μm；优选地，所述耐火纤维所含炉渣量小于10％。

5.如权利要求1所述的耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料，其特征在于，所述红外遮光剂包括氧化钛粉体、碳化硅粉体、氧化锆粉体、硅酸锆粉体、六钛酸钾粉体、氧化铁粉体中的至少一种；优选地，所述红外遮光剂的中心粒径D50小于100μm。

6.如权利要求1所述的耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料，其特征在于，所述低膨胀/负膨胀材料粉体包括堇青石、透锂长石、锂辉石、锂霞石、钨酸锆中的至少一种；优选地，所述低膨胀/负膨胀材料粉体的中心粒径D50小于100μm。

7.如权利要求1所述的耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂的添加量为气凝胶粉体、耐火纤维、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量的1～20％；所述有机结合剂的添加量为气凝胶粉体、耐火纤维、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量的0.1～1％；优选地，所述硅烷偶联剂包括正硅酸乙酯、乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅、丙基三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷中的至少一种；所述有机结合剂包括聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚丙烯酸中的至少一种。

8.如权利要求1所述的耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料，其特征在于，所述耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料的制备原料包括以下重量份的成分：亲水性二氧化铝气凝胶粉体40份、氮化硅纤维10份、六钛酸钾粉体10份、钨酸锆40份；或者所述耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料的制备原料包括以下重量份的成分：亲水性二氧化铝气凝胶粉体50份、氧化铝纤维5份、硅酸锆粉体20份、锂霞石25份。

9.如权利要求1所述耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料，其特征在于，所述耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料的膨胀系数小于3×10^-6/K，最高使用温度为900℃～1400℃，在900℃时的热导率小于0.15W/mK，抗弯折强度大于0.1MPa。

10.一种如权利要求1～9任一项所述耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)分别称取气凝胶粉体、耐火纤维、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体并加入水中搅拌混合均匀，得到混合物；

(2)在步骤(1)中的混合物中加入硅烷偶联剂，搅拌均匀后加入有机结合剂，搅拌至形成絮状沉淀物；

(3)将步骤(2)中的絮状沉淀物静止至所述絮状沉淀物完全沉入容器底部，除去沉淀物上的多余水分，将剩余泥浆倒入成型模具中压缩使多余水分挤出，即得成型体；

(4)将步骤(3)所得成型体干燥后煅烧，即得耐热冲击纤维增强气凝胶隔热材料。