[发明专利]一种汽车发动机隔热罩用复合耐热材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种汽车发动机隔热罩用复合耐热材料，属于功能复合材料技术领域，所述复合耐热材料按质量百分比计，包括气凝胶二氧化硅颗粒70～80wt％，超细玻璃纤维棉20～25wt％，阻燃剂5～8wt％和偶联剂0.5～3wt％；本发明还涉及该复合耐热材料的制备方法，通过均匀雾化喷洒气凝胶二氧化硅颗粒、阻燃剂和偶联剂混合液于离心法制备的超细玻璃纤维表面，然后在进行热压使之进行有机结合来制得复合耐热材料，该复合耐热材料可用于汽车发动机隔热罩用复合耐热材料，具有耐600℃以上高温、低导热系数、低烧蚀量的等特点。同时，以废旧平板玻璃为主要原料来生产该汽车发动机隔热罩用复合耐热材料，不仅降低了生产成本，而且大大的缓解了环保压力。

技术领域

本发明属于功能复合材料技术领域，涉及一种汽车发动机隔热罩用复合耐热材料及其制备方法。

背景技术

汽车发动机是一个将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的动力装置，但是通常它产生的热能只有30-50％转化为机械能，其余的能量都会以热量的形式散发出来。发动机散发的热量一部分通过壳体散发，其余则通过排气管排出，散发的热量会造成发动机附近温度升高，有时局部温度高达600-800℃。汽车发动机附近安装有大量的橡胶、树脂、ECU(电子控制单元)等不耐温部件，高温极易造成它们失效损坏。此外，油温升高也会使油质发生劣化，影响发动机工作效率。因此，为发动机增加隔热罩尤为重要，可以防止它的高散热，以保护其他部件。

隔热罩的关键部分是耐高温隔热材料。在当前的耐高温隔热材料中，气凝胶由于具有低密度、高孔隙率、大比表面积和低热导率等特点，是一种理想的隔热材料。由于SiO₂气凝胶的耐热性＞600℃，使其成为理想的汽车发动机隔热罩的耐高温隔热材料。但是SiO₂气凝胶由于是以纳米级的颗粒存在，制备出的隔热材料有容易出现塌陷和凹凸不平的缺陷，并且粉状纳米SiO₂气凝胶价格非常昂贵，制约了SiO₂气凝胶隔热材料的产业化。超细玻璃纤维属于玻璃纤维中的一个特殊类别，是一种性能优异的棉絮状无机多孔非金属材料，其绝热性能好、耐热性强、非易燃、无毒、防腐、低容重、导热系数低、化学性能稳定和性价比高等特点。同时，利用超细玻璃纤维制备出的隔热材料具有优异的表面平整度、机械强度和加工性能。因此，基于SiO₂气凝胶和超细玻璃纤维自身的特性及其二者在耐高温隔热领域中的广泛应用，开发出SiO₂气凝胶与超细玻璃纤维有机结合的复合耐热材料以满足汽车发动机隔热罩对隔热性能的苛刻要求，不仅具有重要的理论和实用价值，而且对其早日实现产业化具有非常深远的战略意义。

公开号为CN207643850U公开了一种隔热罩隔热材料,内层设置于所述外层的内侧面,外层和内层的中间位置设有隔热材料内衬,隔热材料内衬由离心剥离纤维棉层、聚氨醋发泡层、玻璃纤维棉毡层和气凝胶毡层构成,聚氨醋发泡层设置于所述离心剥离纤维棉层的底端,并与剥离纤维棉层贴合,玻璃纤维棉毡层设置于所述聚氨醋发泡层的底端,并与聚氨醋发泡层贴合,该种改良的隔热罩隔热材料,由单层结构改为双层结构,可有效提高产品的隔热性能,厚度更加均匀平整,双层叠起来以后整体间隙一致性高,可以有效降低振动松散的失效风险,提高产品安全性,具有广阔的市场前景和应用前景。

公开号为CN106439392A公开了一种耐高温抗氧化的轻质隔热材料,由高温合金薄膜与纤维反射隔热芯材经真空封装而成的板材,纤维反射隔热芯材由超细陶瓷纤维纸层和玻璃纤维纸层构成,纤维纸层内部间隔分布超薄镍箔和铝箔反射层,实现热量最大程度的反射,高温合金薄膜与陶瓷纤维纸层交界处温度不超过1200℃,陶瓷纤维纸层与玻璃纤维纸层交界处温度不超过500℃。轻质隔热材料抗氧化性能好,能在高温环境下长时间服役,同时在高低温交变环境作用下,能长时间保持内部真空度,在900℃时的导热系数低至0.06W/(m·K),面密度低至1.6Kg/m²,与传统保温材料相比,在减少保温层厚度降低整体重量的同时提高了隔热性能,能广泛应用于发动机外壳、热力管道等高温领域。