一種耐高溫、低導熱、柔性微孔硅酸鈣絕熱材料制備方法
【專利摘要】一種耐高溫、低導熱、柔性微孔硅酸鈣絕熱材料制備方法，屬于耐高溫陶瓷纖維生產領域。針對目前微孔硅酸鈣材料不能被彎曲、無柔性且使用溫度不能高于1000℃的問題，提供一種耐高溫、低導熱、柔性微孔硅酸鈣絕熱材料制備方法。該方法以微孔硅酸鈣顆粒和硅酸鋁纖維為主要原料，成漿后將其鋪撒在抽濾形成的硅酸鋁陶瓷纖維層上后再次抽濾成型，得到硅酸鈣絕熱材料。該制備方法過程簡單，制備的材料導熱系數小，具有相當程度的柔性，最高使用溫度可達到1100℃。
【專利說明】一種耐高溫、低導熱、柔性微孔硅酸鈣絕熱材料制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于耐高溫陶瓷纖維生產領域。

【背景技術】
[0002]當前用于隔熱、保溫【技術領域】的柔性絕熱材料主要采用耐高溫陶瓷纖維，如硅酸鋁纖維、莫來石纖維、氧化鋁纖維或氧化鋯纖維為原料。其中硅酸鋁纖維紙的生產量最大，應用的范圍也最廣闊。所有上述陶瓷纖維紙都具有良好的耐高溫性能口，但是作為絕熱材料的關鍵性能，所有這些陶瓷纖維紙的導熱系數尚不夠小，尤其是高溫下的導熱系數還較大，不能滿足許多要求高效絕熱的應用場合。
[0003]微孔硅酸鈣材料具有非常低的導熱系數，被廣泛地用于各種工業(yè)窯爐、高溫裝置的保溫、隔熱技術中。但是，由于微孔硅酸鈣材料的主要成分是硬硅鈣石，它在1100°C左右會發(fā)生分解，引起材料整體開裂，因此這種材料的最高使用溫度不能高于1000°c。此外，通常微孔硅酸鈣材料是一種剛性材料，不能被彎曲，更無柔性，而且很難制造出厚度小于20mm的薄片材料，微孔硅酸鈣材料的以上特點也限制了該材料的應用范圍。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可以適應高效絕熱應用場合要求的耐高溫、低導熱、柔性微孔硅酸鈣絕熱材料制備方法。
[0005]本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn):一種耐高溫、低導熱、柔性微孔硅酸鈣絕熱材料制備方法，首先采用動態(tài)水熱合成法制得微孔硅酸鈣顆粒，顆粒直徑為10 μ m，然后將制備好的微孔硅酸鈣顆粒與硅酸鋁纖維在聚丙稀酰胺的水溶液中分散得到硅酸鈣/硅酸鋁料漿；通過纖維梳理、短切、分散，并添加粘結劑，在真空抽濾設備的抽濾網板上成型厚度為I?2 _的硅酸鋁陶瓷纖維層；最后，把制備好的硅酸鈣/硅酸鋁料漿均勻鋪撒在硅酸鋁陶瓷纖維層的上面，再次抽濾成型，得到了柔性微孔硅酸鈣材料。
[0006]所述硅酸鋁纖維直徑< 2 μ m。
[0007]本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明所述制備過程簡單，可以制備出適應高效絕熱應用場合要求的耐高溫、低導熱、柔性微孔硅酸鈣絕熱材料。

【具體實施方式】
[0008]下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0009]具體實施例:采用動態(tài)水熱合成法制得微孔硅酸鈣顆粒，制得的顆粒直徑為10 μ m，將制備好的微孔硅酸鈣顆粒與直徑< 2 μ m硅酸鋁纖維在聚丙稀酰胺的水溶液中分散得到硅酸鈣/硅酸鋁料漿；通過纖維梳理、短切、分散，并添加粘結劑，在真空抽濾設備的抽濾網板上成型厚度為I?2 _的硅酸鋁陶瓷纖維層；最后，把制備好的硅酸鈣，硅酸鋁料漿均勻鋪撒在硅酸鋁陶瓷纖維層的上面，再次抽濾成型。這樣，經過二次成型就得到了柔性微孔娃酸韓材料。
[0010]硅酸鋁纖維主要起到兩方面的作用:首先，由硅酸鋁纖維制成的陶瓷纖維紙為柔性微孔硅酸鈣材科的制備提供基底材料；另外，最重要的是，經過打漿的短切硅酸鋁纖維與微孔硅酸鈣顆粒均勻分散在一起，通過二次成型得到柔性微孔硅酸鈣材料的特殊結構
由成品的顯微形貌可以看到，硅酸鈣顆粒鑲嵌在硅酸鋁纖維網絡的空隙問，大大減小了空隙的尺寸，這種顯微結構使得整體材料的氣孔量大而孔徑小，大大降低材料中氣孔的傳熱作用。此外，由于大空隙被硅酸鈣顆粒堵塞，減少了高溫下熱輻射的導熱作用。硅酸鋁纖維和針狀硬硅鈣石的直徑都很小，極大地減弱了材料中固相傳熱作用。因此，復合材料的導熱系數很小。
[0011]通過絕熱試驗得出，保持材料熱面的溫度700°C不變，隨著厚度的增加，冷面平衡溫度越來越低。當微孔硅酸鈣材料絕熱層厚度為2.5 mm時，冷面平衡溫度為425°C，當厚度為10.5mm時冷面平衡溫度180°C。因此可以滿足一些要求高效絕熱的應用需求。
[0012]傳統(tǒng)微孔硅酸鈣絕熱材料是剛性的，在1100°C左右它會分解轉變成硅灰石而整體開裂，所以它的使用溫度不超過1000°c，由于微孔硅酸鈣材料顯微結構的特點，這種分解反應也不會破壞整體的網絡骨架，也就不會對紙的強度和導熱系數產生很大影響，這種柔性硅酸鈣絕熱材料最高使用溫度可達到1100°C。
[0013]由于微孔硅酸鈣顆粒被分散、鑲嵌在硅酸鋁纖維網絡中，硅酸鈣顆粒之間不形成剛性結構，隨著纖維網絡的彎曲硅酸鈣顆?？梢陨晕⒁苿游恢?，所以具有相當程度的柔性。柔性測定結果表明在彎曲半徑為3mm時沒有明顯的開裂、分層、粘結破壞等損壞情況。
[0014]本發(fā)明實施例所述制備過程簡單，可以制備出適應高效絕熱應用場合要求的耐高溫、低導熱、柔性微孔硅酸鈣絕熱材料。
[0015]以上內容是結合具體的實施方式對本發(fā)明所做的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種耐高溫、低導熱、柔性微孔硅酸鈣絕熱材料制備方法，其特征在于:首先采用動態(tài)水熱合成法制得微孔硅酸鈣顆粒，顆粒直徑為10 μ m，然后將制備好的微孔硅酸鈣顆粒與硅酸鋁纖維在聚丙稀酰胺的水溶液中分散得到硅酸鈣/硅酸鋁料漿；通過纖維梳理、短切、分散，并添加粘結劑，在真空抽濾設備的抽濾網板上成型厚度為I?2 _的硅酸鋁陶瓷纖維層；最后，把制備好的硅酸鈣/硅酸鋁料漿均勻鋪撒在硅酸鋁陶瓷纖維層的上面，再次抽濾成型，得到了柔性微孔硅酸鈣材料。
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述硅酸鋁纖維直徑<2 μ m。
【文檔編號】C04B38/08GK104402516SQ201410573653
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權日:2014年10月24日
【發(fā)明者】陸強 申請人:陜西華陸化工環(huán)保有限公司