触变性胶体为模板剂的纳米多孔高温隔热材料及制备方法

摘要

本发明涉及一种高温隔热材料及制备方法，特别涉及以触变性胶体为模板剂，形成水相均匀三维网络纳米多孔结构，通过添加结合剂、骨料、粉料、遮光剂和外加剂，制备出一种具备有纳米多孔结构的高温隔热材料。本发明高温隔热材料制备方法具有操作简易、无需高压特种设备、生产成本低，没有易燃易爆或其他有害物质过程绿色环保、安全，有利于大批量的生产。本发明涉及的高温隔热材料具有轻质、高强、低导热系数的特点，可制备成高温隔热砖、隔热板、异形件和涂料，可应用于航天军工、冶金锻造、石油炼化、电力等领域的高温炉膛、管线、阀门等装备的隔热防护，提高使用安全性和节能降耗水平。

主权项

一种以触变性胶体为模板剂的纳米多孔高温隔热材料及其制备方法，其包括以下步骤：（1）制备触变性胶体；所述触变性胶体，包括无机触变性胶体和有机触变性胶体中一种或几种；所述无机触变性胶体包括氧化铝胶体、氧化钛胶体、氧化锆胶体、氢氧化铁胶体、五氧化二钒胶体、氧化硅‑氧化铝胶体、硅酸镁铝、硅酸镁锂、蒙脱石、钠基膨润土、有机膨润土、白土、凹凸棒石粉、气相二氧化硅、气凝胶、预剪切硅凝胶；所述有机触变性胶体包括纤维素衍生物、淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯胶、黄原胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐；（2）按比例称取骨料、粉料、遮光剂，搅拌均匀，形成预混干料；所述预混干料组成的质量分数比为骨料：粉料：遮光剂=0~40:1~30:0.1~5；所述骨料包括细沙、玻化微珠、漂珠、氧化硅空心珠、氧化铝空心珠、氧化锆空心珠、硅酸铝空心微珠、膨胀珍珠岩、碎石、卵石、粘土陶粒、页岩陶粒、粉煤灰陶粒、浮石、火山渣中的一种或几种；所述粉料包括粉煤灰、高炉矿渣、火山灰、沸石粉、蛭石粉、硅灰、硅微粉、硅藻土、膨润土、凹凸棒石粘土、稻壳灰中的一种或几种；所述遮光剂包括炭黑、氧化铁、氧化钛、偏钛酸、硫酸氧钛、钛酸锆、六钛酸钾晶须、氮化钛、氧化锆、硅酸锆、碳化锆、碳化硅、碳化硼；（3）将触变性胶体、预混干料、结合剂、外加剂混合，得到预混湿料;所述预混湿料，其物料质量分数比是：触变性胶体：预混干料：结合剂：外加剂=10~1000:10~1000:1~1000:0.01~1；所述的结合剂包括无机结合剂和有机结合剂中一种或几种;所述无机结合剂包括高铝水泥、氧化铝水泥、铝酸钡水泥、白云石水泥、镁质水泥、锆酸盐水泥、硅酸钾、硅酸钠、硅酸乙酯、磷酸、磷酸二氢铝、磷酸铝、磷酸镁、聚磷酸钠、硫酸铝、硫酸镁、氯化镁、聚合氯化铝、硼酸、硼砂、硼酸铵、氯酸钠、氯酸钙、硅溶胶、铝溶胶；所述有机结合剂包括酚醛树脂、聚丙烯、糊精、淀粉、阿拉伯胶、糖蜜、CMC、PVAC、PVA、木质素、聚丙烯酸、焦油沥青、蒽油沥青，优选酚醛树脂、聚丙烯；所述外加剂包括减水剂、减缩剂、分散剂、防水剂、增稠剂、泵送剂、早强剂、缓凝剂中的一种或几种；（4）将预混湿料与纤维增强材料结合，得到高温隔热砖、高温隔热板、高温隔热纸、高温隔热异形件和高温隔热涂料；所述的纤维增强材料包括无机纤维和有机纤维的一种或几种及其相应纤维浆、纸、布、毡和板；所述无机纤维包括高硅氧纤维、石英纤维、硅酸铝纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、碳纤维、氮化硼纤维、玄武岩纤维、水镁石纤维、海泡石纤维、无碱玻璃纤维；所述有机纤维包括聚酯纤维、聚丙烯纤维、木纤维、纤维素纤维、聚丙烯腈预氧化纤维、碳纤维、凯夫拉纤维、芳纶；所述高温隔热砖，采用的增强纤维是短纤维，与预混湿料一起搅拌混合后注入磨具固化成型;所述高温隔热板，采用的增强纤维可以是短纤维，与预混湿料搅拌混合后注入磨具成型，干燥；也可以是长纤维或短纤维与长纤维混用及其制成的纤维纸、布、毡、板，与预混湿料层粘结复合固化成型；所述高温隔热板，制备过程中包括纤维铺设、加入预混湿料、辊压、固化、裁切；所述高温隔热纸，制备过程中包括纤维打浆、加入预混湿料、铺网、固化、收卷；所述高温隔热异形件，采用的增强纤维是短纤维，与预混湿料一起搅拌混合注入一定形状的磨具，固化成型，干燥；所述高温隔热涂料，采用的增强纤维是短纤维，与预混湿料一起搅拌混合所得粘稠膏体。