[发明专利]一种纳米隔热材料用物料及其混合方法、纳米隔热材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种纳米隔热材料用物料及其混合方法、纳米隔热材料及其制备方法。混合方法为：用水将陶瓷纤维分散均匀，然后烘干，得到预分散的陶瓷纤维；将纳米粉体、预分散的陶瓷纤维和选自由十二烷基苯磺酸钠、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和聚氧化乙烯组成的组的助分散剂进行机械融合，得到纳米隔热材料用物料。所述纳米隔热材料的制备方法为：将以重量百分比计为85～100％的所述物料和0～15％的添加剂混合均匀，得到混合料；将混合料进行模压，制得纳米隔热材料。本发明中的混合方法在不破坏纤维形貌和纳米粉体的微观结构的前提下，实现了物料的均匀混合；本发明能够制得密度小、导热系数低、力学性能优异的纳米隔热材料。

技术领域

本发明属于功能复合材料技术领域，尤其涉及一种纳米隔热材料用物料及其混合方法、纳米隔热材料及其制备方法。

背景技术

耐高温纤维、纳米粉体是制备高性能纳米隔热材料的主要原材料，纤维的主要作用是力学增强，纳米粉体的主要作用是抑制热传递，两种原材料均匀分散后用于制备高效纳米隔热材料，因此粉体纤维预处理混合的好坏直接影响高效纳米隔热材料的性能。

为了保证粉体纤维较好的预处理混合，就需要分散好纤维和粉体。从纤维分散的角度看，主要有物理分散和功能助剂分散，但是无机纤维脆性大，直径小、表面积大、易成束，纤维分散性能较差，目前主要的粉体纤维分散方法有：1、超声分散，属于湿法分散，而通过湿法分散得到的物料在后续制备纳米隔热材料中需要先去除溶剂，而溶剂的去除过程会导致物料的密度增大，物料的导热系数增大，无法制得高性能的纳米隔热材料；2、机械搅拌分散，通过强烈的机械搅拌引起液流强湍流运动造成颗粒聚团碎解、纤维束散解，从而加速分散，也属于湿法分散；3、捏合机，主要应用于高粘度、高弹塑性物料的混炼、分散，干性低粘度纤维的分散效果不好；4、常规机械分散，易造成纤维断裂，减弱增强效果，限制了纤维力学增强性能的发挥，不利于提高纳米隔热材料的综合性能。

因此需要提供一种纳米粉体纤维的预处理混合方法，为制备高性能纳米隔热材料奠定基础。

发明内容

为了解决现有技术中存在的一个或者多个技术问题，本发明提供了一种纳米隔热材料用物料及其混合方法、纳米隔热材料及其制备方法。本发明中的混合方法在不破坏纤维形貌和纳米粉体的微观结构的前提下，实现了物料的均匀混合；本发明方法能够制得密度小、导热系数低、力学性能优异的高性能纳米隔热材料。

为了实现上述目的，本发明在第一方面提供了一种纳米隔热材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)用水将陶瓷纤维分散均匀，得到浆料，然后将所述浆料烘干，得到预分散的陶瓷纤维；

(2)将纳米粉体、预分散的陶瓷纤维和选自由十二烷基苯磺酸钠、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和聚氧化乙烯组成的组的助分散剂进行机械融合，得到混合均匀的纳米隔热材料用物料。

优选地，所述纳米隔热材料用物料由以重量百分比计为55～85％的纳米粉体、14～40％的预分散的陶瓷纤维和0.5～5％的助分散剂组成；和/或在步骤(1)中，所述陶瓷纤维的用量为所述水的用量的0.5～1wt％。

优选地，所述机械融合的转速为300～1600r/min，所述机械融合的时间为1～3600min。

优选地，所述纳米粉体选自由氧化硅纳米粉体、氧化铝纳米粉体、氧化锆纳米粉体、碳化硅纳米粉体和氮化硅纳米粉体组成的组；和/或所述陶瓷纤维选自由石英纤维、高硅氧纤维、玻璃纤维、莫来石纤维、玄武岩棉纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维组成的组。

优选地，所述纳米粉体的粒径为0.1～1000nm；和/或所述陶瓷纤维的直径为0.1～50um，所述陶瓷纤维的长度为0.1～50mm。

本发明在第二方面提供了本发明在第一方面所述的混合方法得到的纳米隔热材料用物料。