[发明专利]高性能微孔绝热材料

说明书

技术领域

本发明属于绝热材料领域，具体涉及一种高性能微孔绝热材料。

背景技术

自1973年爆发世界能源危机以来，节能受到各国政府的高度重视，国外把节能称为“第五常规能源”，同石油、煤、天然气和电力并列为五大常规能源，对节约能源采取了许多措施，其中之一是共同的，即发展和应用绝热材料。目前绝热材料种类很多，包括人们最初使用的草绳、稻壳、炉渣、石棉制品(已提出禁用)等进行简单的工程保温，发展到当今通常采用的膨胀蛭石、膨胀珍珠岩绝热制品、岩棉、玻璃棉、、硅酸铝陶瓷纤维(欧洲提出为二类致癌物质)、发泡水泥制品进行保温绝热。21世纪，能源短缺仍然制约着可持续发展，为完成“十五”规划和2015年远景规划，除积极开发能源外，更主要是要节约能源。在各种高温设备、窑炉和管道采用绝热材料进行保温绝热，是最直观的节能，节能效果也是最为显著的。但是，这些传统的绝热材料都有一个共同的缺点即：容重轻、常温导热系数小等，而最大的缺点是随着温度的升高导热系数同时也急剧增高，在实际工业生产中热损失浪费极大，而且造成工作环境恶略、设备部件的不同程度损坏、能效资源的极其浪费、尤其对人类自然环境的破坏日益加剧。

发明内容

针对现有绝热材料的不足，现提供一种能够在低温区域到高温区域的广泛范围内，达到极低的导热率，而且，即使在高温区域导热率的变化也极小，储热量也少的高性能微孔绝热材料。

高性能微孔绝热材料的制备如下：

(1)、高性能微孔绝热材料制备所需材料

1、超细微孔二氧化硅(50-65％)；

2、红外热屏蔽剂(25-35％)；

3、无机增强纤维骨料(2-5％)；

4、无机结合剂(2-10％)

(2)、高性能微孔绝热材料的制备

将以上材料按一定比例配比，经充分高温密封搅拌，形成有良好分散性的粉体混合物，采用压模工艺进行加压制模，根据需要制成不同厚度、大小的板状材料。

(3)、高性能微孔绝热材料的原理

对于绝热材料而言，热运动主要有三个途径：1.热传导。主要由绝热材料中的固体部分来完成；2.热对流。主要由绝热材料中的空气来完成；3.热辐射。它的传递不需要任何介质。研究表明要实现良好的绝热目的，一是要使材料的体积密度在保持足够的机械强度的同时，其体积密度要极度的小；二是要将空气的对流减弱到极限；三是要通过近于无穷多的界面和通过材料的改性使热辐射经发射、散射和吸收而降到最低。

本发明所述的高性能微孔绝热材料经过材料组分的优化，对热流传导的三种基本方式：热传导、热对流和热辐射进行了有效的抑制，使得热流传导性能发生了根本的变化。

1、固体的热传导

高性能微孔绝热材料主要是由超细微孔二氧化硅和微粒状的颗粒交替组成，纤细的网络结构使得能够通过热量的断面和接触面积非常的小。

2、气体的热对流

一般绝热材料随着温度升高和温差增大，容易产生对流，高性能微孔绝热材料中由于超细微孔二氧化硅颗粒之间紧密压缩后，形成了细微的空孔(平均直径＜50nm)，且小于气体分子的平均自由程70nm，参与热传递的气体分子无法通过，进而从本质上切断了气体分子的热传导。

3、热辐射

超细微孔二氧化硅颗粒对高温及红外热辐射具有较好的透明性，通过掺加对红外线具有较强吸收、反射的红外热屏蔽剂，对高性能微孔绝热材料进行遮蔽红外辐射的改性，尽可能地减少了辐射传导。

相对于原有绝热材料，我们所提供的高性能微孔绝热材料具有如下优点：

1、耐高温。本发明所提供的高性能微孔绝热材料，长期使用温度高达950℃，复合结构可达1400℃；

2、导热系数小。本发明所提供的高性能微孔绝热材料，与常规绝热材料相比，绝热效果可以提高2-10倍；而且导热系数随温度上升变化量比传统材料要小的多。

3、耐用程度。本发明所提供的高性能微孔绝热材料可做绝热体永久层，使用年限长达5-10年以上；

4、经济节能。本发明所提供的高性能微孔绝热材料制备材料简单，价格低于国外同类产品50％，比常规绝热材料节能10-30％。

5、安全环保。本发明所提供的高性能微孔绝热材料不含有机成分，在常温至高温过程中不会挥发有机气体，所以该制品是一种新型、环保、节能型产品。

附图说明

图1为高性能微孔绝热材料制备流程图

具体实施方式