一种高孔隙率超疏水表面纳米微孔绝热板及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115572175A(43)申请公布日2023.01.06(21)申请号202211232173.7(22)申请日2022.10.10(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市碑林区友谊西路127号(72)发明人叶信立徐剑青张海洋张俊雄李兴(51)Int.Cl.C04B38/00(2006.01)C04B35/80(2006.01)C04B35/76(2006.01)C04B35/14(2006.01)C04B35/63(2006.01)C04B41/49(2006.01)C04B111/27(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种高孔隙率超疏水表面纳米微孔绝热板及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高孔隙率超疏水表面纳米微孔绝热板及其制备方法，由气相二氧化硅、气相氧化铝、遮光剂、纤维及超疏水表面构成，所述的孔为均匀封闭孔，孔与孔之间互不联通，形成独立的限域空间，有效阻隔了热量的传递；所述的超疏水表面是各试剂在纳米微孔绝热板表面发生偶联及接枝等官能团反应，最后在气氛炉中焙烧得到。该发明通过特殊的搅拌工艺，然后真空挤压再进行压制，避免了粉末颗粒之间的摩擦，保证了原料压制成纳米微孔绝热板的高孔隙率、低孔径以及气孔的均匀性，并在表面制备超疏水表面，实现了其在高温有水环境下的长期应用。CN115572175ACN115572175A权利要求书1/1页1.一种高孔隙率超疏水表面纳米微孔绝热板，由气相二氧化硅、气相氧化铝、遮光剂、纤维及超疏水表面构成，1000℃热处理12h高温收缩率为0.5～1.0％，孔隙率为92～96％，比热容为0.8～1.0KJ/kg·K，常温导热系数为0.015～0.020W/m·K，1000℃导热系数为0.035～0.050W/m·K，其特征在于所述的孔为均匀封闭孔，孔与孔之间互不联通，形成独立的限域空间，有效阻隔了热量的传递；所述的超疏水表面是以甲基含氢硅油、硅烷偶联剂、环氧树脂及其固化剂试剂为原材料，利用包覆、涂覆及吸附工艺，使各试剂在纳米微孔绝热板表面发生偶联及接枝等官能团反应，最后在气氛炉中焙烧得到。2.一种权利要求1所述的高孔隙率超疏水表面纳米微孔绝热板制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)配比：将气相二氧化硅、气相氧化铝、遮光剂和纤维按照80～120:15～25:30～40:10～15进行配比，配比时利用原材料配比机构将上述原材料在封闭真空环境下进行配比，真空度为10～100Pa；2)搅拌：将步骤1中配比完成的原材料从原材料配比机构通过管道抽送进入搅拌设备，所述的搅拌设备通过设置特殊的第一搅拌刀头、第二搅拌刀头的结构，使由上至下落入的原料，在第一搅拌刀头的高速水平搅拌下，形成向上的涡流，形成涡流的原料向侧边的第二搅拌刀头流动，第二搅拌刀头竖向搅拌，对粉末团体产生巨大的剪切力，使原料分散细腻均匀；3)分料：将步骤2中搅拌完成原材料等分，采用干燥器去除粉状原材料中的湿气，每份原材料的量对应成型纳米微孔绝热板所需要的质量；4)成型：将步骤3中的每份原材料送入压机里的模具中，抽真空使得内部真空度为10～100Pa，然后施加0.5～1.0MPa的压强压制成型纳米微孔绝热板；5)配置粘结剂：将PT‑7018A型环氧树脂和B型固化剂按质量比1～2:1混合，混合后粘度为500～600cps，体积电阻率为1.2～1.6×1015Ω·cm，加入400～500ppm硅烷偶联剂、环氧树脂消泡剂、聚硅氧烷消泡剂和有机硅消泡剂，采用搅拌机于20～40℃搅拌均匀后抽真空，抽至基本无气泡冒出后保压至完全无泡后备用；6)制备超疏水改性试剂：取质量比1～2:10的甲基含氢硅油与配好的粘结剂混合，于温度为20～30℃的环境下在搅拌机作用下搅拌40～60min制备超疏水改性试剂溶液体系；7)涂覆烘干：选取毛刷、无尘纸，利用包覆、涂覆及吸附工艺，使各试剂在纳米微孔绝热材料的表面发生偶联及接枝等官能团反应，然后置于70～80℃恒温干燥箱中放置12～24h，最终得到高孔隙率超疏水表面纳米微孔绝热板。2CN115572175A说明书1/4页一种高孔隙率超疏水表面纳米微孔绝热板及其制备方法技术领域[0001]本发明专利涉及一种纳米微孔绝热板，特别是涉及一种高孔隙率超疏水表面纳米微孔绝热板，可以在高温复杂服役条件下实现保温隔热应用。技术背景[0002]相比传统保温节能材料，纳米微孔绝热材料具有极低的导热系数，使其具有卓越的绝热性能和极小的空间占用率，可在1000℃的区间温度环境下长期工作。用作隔热保温层，纳米微孔材料的特殊结构及遮光剂的添加应用，极大抑制了热传导、热对流和热辐射等所有热传输效应，大幅减少热损失，降低能源消耗，提高节能效果。[0003]纳米