一种高性能多层薄毡复合隔热材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103449777A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103449777103449777A(43)申请公布日2013.12.18(21)申请号201310364024.0(22)申请日2013.08.21(71)申请人航天特种材料及工艺技术研究所地址100074北京市丰台区7203信箱19分箱(72)发明人张凡宋寒刘斌苏力军詹万初(51)Int.Cl.C04B28/00(2006.01)C04B28/24(2006.01)C04B14/38(2006.01)权利要求书2页权利要求书2页说明书10页说明书10页(54)发明名称一种高性能多层薄毡复合隔热材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高性能多层薄毡复合隔热材料及其制备方法。其中，所述高性能多层薄毡复合隔热材料由多层薄毡、红外阻隔剂和气凝胶材料复合构成。所述多层薄毡复合隔热材料由多层薄毡铺层而成，里面填充不同含量的红外阻隔剂和气凝胶颗粒，气凝胶颗粒通过溶胶-凝胶结合超临界干燥方式制备，兼具将多层薄毡粘结在一起的功能。根据应用温区的不同，可以对纤维种类、红外阻隔剂种类及含量进行调整，以获得最佳隔热性能的材料组合，该材料还具有较好的成型性，便于制备不同型面和尺寸的产品。其在在航天飞行器、窑炉保温、极端环境的高效防隔热等领域具有重要的应用价值。CN103449777ACN103497ACN103449777A权利要求书1/2页1.一种高性能多层薄毡复合隔热材料，其中，所述高性能多层薄毡复合隔热材料由多层薄毡、红外阻隔剂和气凝胶材料复合构成。2.如权利要求1所述的高性能多层薄毡复合隔热材料，其中，所述薄毡由纤维制备，所述纤维为硅酸铝纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、高硅氧纤维、玄武岩棉纤维、玻璃纤维、石英纤维、氧化锆纤维中的一种或任两种的组合；优选的是，所述的硅酸铝纤维、高硅氧纤维、玄武岩棉纤维、玻璃纤维、石英纤维的直径为1～7μm，长度为1～6mm；优选的是，所述硅酸铝纤维和石英纤维直径为1～3μm，长度为1～3mm；所述的莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维的直径为1～15μm，长度为1～6mm，优选的是，所述莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维的直径为1～10μm，长度为1～3mm。3.如权利要求1或2所述的高性能多层薄毡复合隔热材料，其中，所述薄毡的厚度为1-10mm，优选1mm、2mm、3mm、4mm或5mm；优选的是，所述薄毡的密度为0.05g/cm3-0.25g/cm3，优选为0.10g/cm3-0.15g/cm3。4.如权利要求1至3任一项所述的高性能多层薄毡复合隔热材料，其中，所述红外阻隔剂选自由SiC、Cr2O3、CoO2、TiO2、Fe2O3、钛酸钾晶须或其中任意组分组合组成的组；优选的是，所述红外阻隔剂颗粒的粒径为100nm～100μm；另外优选的是，红外阻隔剂与所述薄毡的重量比为3％-60％。5.如权利要求1至4任一项所述的高性能多层薄毡复合隔热材料，其中，所述薄毡为在温度≥1600℃的环境中使用的高温区薄毡，并且选用氧化锆纤维和/或氧化铝纤维，优选选用氧化锆纤维；更优选的是，所述薄毡选用SiC、Cr2O3、CoO2、TiO2、Fe2O3、钛酸钾晶须或者其组合作为红外阻隔剂，并且所述红外阻隔剂的含量占薄毡重量的30％-60％，优选占40％-60％。6.如权利要求1至4任一项所述的高性能多层薄毡复合隔热材料，其中，所述薄毡为在温度小于1600℃且大于或等于1000℃的环境中使用的中温区薄毡，并且选用硅酸铝纤维、莫来石纤维、石英纤维、氧化锆纤维、氧化铝纤维或其任意组合，优选选用硅酸铝纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维或其任意组合；更优选的是，所述薄毡选用SiC、Cr2O3、CoO2、TiO2、Fe2O3、钛酸钾晶须或者其组合作为红外阻隔剂，并且所述红外阻隔剂的含量占所述薄毡重量的20％-50％，优选占20％-40％。7.如权利要求1至4任一项所述的高性能多层薄毡复合隔热材料，其中，所述薄毡为在温度小于1000℃且大于或者等于700℃的环境中使用的低温区薄毡，并且选用高硅氧纤维、硅酸铝纤维、莫来石纤维、石英纤维、氧化锆纤维、氧化铝纤维或其任意组合，优选选用高硅氧纤维和/或硅酸铝纤维；更优选的是，所述薄毡选用SiC、Cr2O3、CoO2、TiO2、Fe2O3、钛酸钾晶须或者其组合作为红外阻隔剂，并且所述红外阻隔剂的含量占所述薄毡重量的15％-50％，优选占15％-35％。8.如权利要求1至4任一项所述的高性能多层薄毡复合隔热材料，其中，所述薄毡为在温度小于700℃的环境中使用的更低温区薄毡，并且选用玻璃纤维、玄武岩纤维、高硅氧纤维、硅酸铝纤维、莫来石纤维、石英纤维、氧化锆纤维、氧化铝纤维或其任意组合