一种多孔陶瓷复合隔热材料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201610295243.1 | 申请日 | 2016-05-06 | 公开(公告)号 | CN105948785A | 公开(公告)日 | 2016-09-21 |
| 申请人 | 陈昌; | 发明人 | 陈昌; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种多孔陶瓷复合 隔热 材料及其制备方法。由以下成分制备而成：多晶 莫来石 纤维 、纳米 二 氧 化 硅 、β‑环状糊精、对羟基苯 甲酸 甲酯、 碳 化 硼 、碳化硅、聚丙烯酰胺、松香、 水 玻璃、聚氯乙烯、乙烯基双硬脂酰胺、硅溶胶、羧甲基 纤维素 钠、 盐酸 、异丙醇、水。制备方法如下：先将多晶莫来石纤维切成1‑3毫米长度，再和盐酸混合搅拌后用清水漂洗，重复操作3次，洗去纤维中的纤维球，然后加入剩余组分混合搅拌，倒入模具中压制排出水分，得湿坯；将湿坯放入烘箱中干燥后放入 马 弗炉 中进行 烧结 即得。本发明的多孔陶瓷复合隔热材料的 密度 范围在0.77‑0.81g/cm3之间，压缩强度最高可至7.28MPa，刚性强，同时具有很好的隔热效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多孔陶瓷复合隔热材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：多晶莫来石纤维15-30份、纳米二氧化硅5-10份、β-环状糊精4-7份、对羟基苯甲酸甲酯0.1-0.3份、碳化硼6-10份、碳化硅6-10份、聚丙烯酰胺0.2-0.5份、松香0.2-0.4份、水玻璃1-2份、聚氯乙烯0.5-1份、乙烯基双硬脂酰胺0.1-0.2份、硅溶胶1-2份、羧甲基纤维素钠0.5-1份、盐酸10- |
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| 说明书全文 | 一种多孔陶瓷复合隔热材料及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及材料领域，具体涉及一种多孔陶瓷复合隔热材料及其制备方法。 背景技术[0002] 近年来，随着科技的飞速发展，新材料的研究开发也越来越热门，性能也越来越复杂和优越，陶瓷多孔材料就是其中一种较为新兴的功能型材料。它的制备工艺主要有有机泡沫浸渍、添加造孔剂、发泡和真空抽滤等。有机泡沫浸渍适宜于制备气孔率高和开孔率大的材料，其缺点是无法控制形状和密度和气孔大小。添加造孔剂可用于制得形状各异且气孔率可调节的材料，其缺点是气孔分布性差，无法制得大孔隙率材料。发泡法则更容易控制材料的最终形状，成分和密度，其缺点是原料要求较高，工艺条件难以控制。而通过陶瓷纤维来制备多孔材料，由于工艺设备都较为简单，且制备的材料孔隙率极高而被广泛的开发与研究，并且还在进行进一步的研究与应用。 发明内容[0003] 要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种多孔陶瓷复合隔热材料，密度范围在0.77-0.81g/cm3之间，压缩强度最高可至7.28MPa，刚性强，同时具有很好的隔热效果。 [0004] 技术方案：一种多孔陶瓷复合隔热材料，由以下成分以重量份制备而成：多晶莫来石纤维15-30份、纳米二氧化硅5-10份、β-环状糊精4-7份、对羟基苯甲酸甲酯0.1-0.3份、碳化硼6-10份、碳化硅6-10份、聚丙烯酰胺0.2-0.5份、松香0.2-0.4份、水玻璃1-2份、聚氯乙烯0.5-1份、乙烯基双硬脂酰胺0.1-0.2份、硅溶胶1-2份、羧甲基纤维素钠0.5-1份、盐酸10-20份、异丙醇10-30份、水60-90份。 [0005] 进一步优选的，所述的一种多孔陶瓷复合隔热材料，由以下成分以重量份制备而成：多晶莫来石纤维20-25份、纳米二氧化硅6-9份、β-环状糊精5-6份、对羟基苯甲酸甲酯0.15-0.25份、碳化硼7-9份、碳化硅7-9份、聚丙烯酰胺0.3-0.4份、松香0.25-0.35份、水玻璃1.2-1.8份、聚氯乙烯0.6-0.9份、乙烯基双硬脂酰胺0.11-0.17份、硅溶胶1.3-1.7份、羧甲基纤维素钠0.6-0.9份、盐酸13-18份、异丙醇15-25份、水70-80份。 [0006] 上述多孔陶瓷复合隔热材料的制备方法包括以下步骤：步骤1：将多晶莫来石纤维切成1-3毫米长度； 步骤2：将切好的多晶莫来石纤维和盐酸混合，用搅拌机搅拌3-5分钟后用清水漂洗； 步骤3：重复操作3次步骤2，洗去纤维中的纤维球； 步骤4：加入剩余组分，用搅拌机在转速300-500r/min下搅拌2-3小时； 步骤5：将浆料倒入模具中在压力80-110KPa下进行压制2-3小时排出水分，得湿坯； 步骤6：将湿坯放入烘箱中，在温度70-80℃下干燥10-12小时； 步骤7：放入马弗炉中进行烧结，升温速率为2℃/min升温至500-600℃，保温2-3小时，再以速率5℃/min升至1150-1300℃，保温2-3小时，冷却即得。 [0007] 进一步优选的，步骤1中多晶莫来石纤维长度为2毫米。 [0008] 进一步优选的，步骤2中搅拌时间为4分钟。 [0009] 进一步优选的，步骤4中转速为350-450r/min，时间为2.5小时。 [0010] 进一步优选的，步骤5中压力为90-100KPa，压制时间为2.5小时。 [0011] 进一步优选的，步骤6中温度为75℃，干燥时间为10.5-11.5小时。 [0012] 进一步优选的，步骤7中第一次升温至550℃，保温2.5小时，第二次升温至1200-1250℃，保温时间为2.5小时。 [0013] 有益效果：本发明的多孔陶瓷复合隔热材料的密度范围在0.77-0.81g/cm3之间，压缩强度最高可至7.28MPa，刚性强，密度与压缩强度具有一定联系，密度越大，压缩强度就越大。同时本发明具有很好的隔热效果，在进行300秒的灼烧后，其表面温度为1590℃左右，而背面温度最低仅为74℃。 [0014] 具体实施方式[0015] 实施例1一种多孔陶瓷复合隔热材料，由以下成分以重量份制备而成：多晶莫来石纤维15份、纳米二氧化硅5份、β-环状糊精4份、对羟基苯甲酸甲酯0.1份、碳化硼6份、碳化硅6份、聚丙烯酰胺0.2份、松香0.2份、水玻璃1份、聚氯乙烯0.5份、乙烯基双硬脂酰胺0.1份、硅溶胶1份、羧甲基纤维素钠0.5份、盐酸10份、异丙醇10份、水60份。 [0016] 上述多孔陶瓷复合隔热材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维切成1毫米长度，再和盐酸混合，用搅拌机搅拌3分钟后用清水漂洗，重复操作3次，洗去纤维中的纤维球，然后加入剩余组分，用搅拌机在转速300r/min下搅拌2小时，倒入模具中在压力80KPa下进行压制2小时排出水分，得湿坯；将湿坯放入烘箱中，在温度70℃下干燥10小时后放入马弗炉中进行烧结，升温速率为2℃/min升温至500℃，保温2小时，再以速率5℃/min升至1150℃，保温2小时，冷却即得。 [0017] 实施例2一种多孔陶瓷复合隔热材料，由以下成分以重量份制备而成：多晶莫来石纤维22份、纳米二氧化硅7.5 份、β-环状糊精5.5份、对羟基苯甲酸甲酯0.2份、碳化硼8份、碳化硅8份、聚丙烯酰胺0.35份、松香0.3份、水玻璃1.5份、聚氯乙烯0.75份、乙烯基双硬脂酰胺0.15份、硅溶胶1.5份、羧甲基纤维素钠0.75份、盐酸15份、异丙醇20份、水75份。 [0018] 上述多孔陶瓷复合隔热材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维切成2毫米长度，再和盐酸混合，用搅拌机搅拌4分钟后用清水漂洗，重复操作3次，洗去纤维中的纤维球，然后加入剩余组分，用搅拌机在转速400r/min下搅拌2.5小时，倒入模具中在压力95KPa下进行压制2.5小时排出水分，得湿坯；将湿坯放入烘箱中，在温度75℃下干燥11小时后放入马弗炉中进行烧结，升温速率为2℃/min升温至550℃，保温2.5小时，再以速率5℃/min升至1230℃，保温2.5小时，冷却即得。 [0019] 实施例3一种多孔陶瓷复合隔热材料，由以下成分以重量份制备而成：多晶莫来石纤维30份、纳米二氧化硅10 份、β-环状糊精7份、对羟基苯甲酸甲酯0.3份、碳化硼10份、碳化硅10份、聚丙烯酰胺0.5份、松香0.4份、水玻璃2份、聚氯乙烯1份、乙烯基双硬脂酰胺0.2份、硅溶胶2份、羧甲基纤维素钠1份、盐酸20份、异丙醇30份、水90份。 [0020] 上述多孔陶瓷复合隔热材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维切成3毫米长度，再和盐酸混合，用搅拌机搅拌5分钟后用清水漂洗，重复操作3次，洗去纤维中的纤维球，然后加入剩余组分，用搅拌机在转速500r/min下搅拌3小时，倒入模具中在压力110KPa下进行压制3小时排出水分，得湿坯；将湿坯放入烘箱中，在温度80℃下干燥12小时后放入马弗炉中进行烧结，升温速率为2℃/min升温至600℃，保温3小时，再以速率5℃/min升至1300℃，保温3小时，冷却即得。 [0021] 实施例4一种多孔陶瓷复合隔热材料，由以下成分以重量份制备而成：多晶莫来石纤维20份、纳米二氧化硅6份、β-环状糊精5份、对羟基苯甲酸甲酯0.15份、碳化硼7份、碳化硅7份、聚丙烯酰胺0.3份、松香0.25份、水玻璃1.2份、聚氯乙烯0.6份、乙烯基双硬脂酰胺0.11份、硅溶胶 1.3份、羧甲基纤维素钠0.6份、盐酸13份、异丙醇15份、水70份。 [0022] 上述多孔陶瓷复合隔热材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维切成2毫米长度，再和盐酸混合，用搅拌机搅拌4分钟后用清水漂洗，重复操作3次，洗去纤维中的纤维球，然后加入剩余组分，用搅拌机在转速350r/min下搅拌2.5小时，倒入模具中在压力90KPa下进行压制2.5小时排出水分，得湿坯；将湿坯放入烘箱中，在温度75℃下干燥10.5小时后放入马弗炉中进行烧结，升温速率为2℃/min升温至550℃，保温2.5小时，再以速率5℃/min升至1200℃，保温2.5小时，冷却即得。 [0023] 实施例5一种多孔陶瓷复合隔热材料，由以下成分以重量份制备而成：多晶莫来石纤维25份、纳米二氧化硅9 份、β-环状糊精6份、对羟基苯甲酸甲酯0.25份、碳化硼9份、碳化硅9份、聚丙烯酰胺0.4份、松香0.35份、水玻璃1.8份、聚氯乙烯0.9份、乙烯基双硬脂酰胺0.17份、硅溶胶1.7份、羧甲基纤维素钠0.9份、盐酸18份、异丙醇25份、水80份。 [0024] 上述多孔陶瓷复合隔热材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维切成2毫米长度，再和盐酸混合，用搅拌机搅拌4分钟后用清水漂洗，重复操作3次，洗去纤维中的纤维球，然后加入剩余组分，用搅拌机在转速450r/min下搅拌2.5小时，倒入模具中在压力100KPa下进行压制2.5小时排出水分，得湿坯；将湿坯放入烘箱中，在温度75℃下干燥11.5小时后放入马弗炉中进行烧结，升温速率为2℃/min升温至550℃，保温2.5小时，再以速率5℃/min升至1250℃，保温2.5小时，冷却即得。 [0025] 对比例1本实施例与实施例5的区别在于不含有β-环状糊精。具体地说是： 一种多孔陶瓷复合隔热材料，由以下成分以重量份制备而成：多晶莫来石纤维25份、纳米二氧化硅9 份、对羟基苯甲酸甲酯0.25份、碳化硼9份、碳化硅9份、聚丙烯酰胺0.4份、松香0.35份、水玻璃1.8份、聚氯乙烯0.9份、乙烯基双硬脂酰胺0.17份、硅溶胶1.7份、羧甲基纤维素钠0.9份、盐酸18份、异丙醇25份、水80份。 [0026] 上述多孔陶瓷复合隔热材料的制备方法为：先将多晶莫来石纤维切成2毫米长度，再和盐酸混合，用搅拌机搅拌4分钟后用清水漂洗，重复操作3次，洗去纤维中的纤维球，然后加入剩余组分，用搅拌机在转速450r/min下搅拌2.5小时，倒入模具中在压力100KPa下进行压制2.5小时排出水分，得湿坯；将湿坯放入烘箱中，在温度75℃下干燥11.5小时后放入 |
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