[发明专利]一种高强度绝热毡的制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度绝热毡的制备方法，属于吸附材料技术领域。本发明将顺丁橡胶和三元乙丙橡胶混合，通过静电纺丝技术制备橡胶纤维，通过溅射成膜技术在橡胶纤维表面镀一层铝膜，在橡胶纤维的表面包覆一层铝膜，将经过阳极氧化法处理后的铝箔和改性橡胶纤维复合，极大的阻止了热量的传递，形成了“热阻”效应，使得制备的绝热毡具有良好的绝热性和机械强度；本发明通过荷能粒子轰击靶材，使靶材表面原子或原子团逸出的现象，逸出的原子在基体表面形成与靶材表面成分相同的薄膜，该薄膜组织致密、无针孔、无气泡、厚度均匀，能有效增强橡胶纤维的强度，使得制备的绝热毡具有良好的机械性能。

技术领域

本发明涉及一种高强度绝热毡的制备方法，属于绝热材料技术领域。

背景技术

超级绝热材料（Superinsulation）的概念是美国人HuntAJ等人在1992年的国际材料工程大会上提出的，是指在特定的使用条件下，导热系数低于“静止空气”导热系数的绝热材料。二氧化硅气凝胶材料的结构中具有大量的纳米孔隙，且85%以上的孔隙直径小于50nm，空气中的氧气、氮气分子的平均自由程约为70nm，当孔隙直径小于气体的平均自由程时，空气分子可以被视为“静止”，有效消除了气体的对流传热，同时超高气孔率又使得二氧化硅气凝胶材料的固相传热受到限制。由于二氧化硅气凝胶这种独特结构，使其具有优异的隔热保温性能，但其多孔的骨架同时也导致气凝胶材料的强度低、韧性小、力学性能差、结构不稳定，从而限制了其实际应用，因此，在维持二氧化硅气凝胶超级隔热性能的前提下，改善其力学性能能成为促进气凝胶材料发展和应用的重要途径。

目前较为有效的方法是采用纤维等材料作为增强体制备气凝胶复合材料，增强气凝胶的韧性和强度，解决其力学强度弱等问题。通常是以纳米级的二氧化硅粉末为主要组分加上纤维和其他助剂进行压制，再采用烧结或利用粘结剂成型，由于纳米孔绝热材料的绝热功能集中体现在其超细微的纳米级孔隙结构上，因而在加工制品时为了防止孔隙结构的破坏，添加烧结助剂或粘结助剂的用量都比较少，从而最终制备得到纳米孔绝热材料的整体机械强度都比较低、不耐撞击，而且上述纳米孔绝热材料在安装使用过程中，存在表面浮尘量大，极易产生可吸入的纤维及粉体，对人体、环境造成危害，易吸潮和不防水等缺点。

绝热毡是工业设备常用的保温材料，通常用于工业管道、储罐、工业炉体、电厂、注塑机、金属、玻璃等领域的保温隔热，如制成可拆卸式保温套等。

目前，气凝胶纤维毡是较为普遍的绝热毡，气凝胶纤维毡是将二氧化硅气凝胶复合于纤维毡中制得的保温材料，其中，纤维毡(常为玻璃纤维毡)提供了优异的强度和韧性，二氧化硅气凝胶提供了纳米孔洞、降低材料的对流传热，提高纤维毡的绝热效果。二者复合，充分结合了两种材料的优势，使绝热毡既具有良好的绝热保温效果，也具有优异的强度、韧性等机械性能，满足实际施工和使用需求。

以往，制备该类绝热毡的工艺包括超临界工艺和非超临界工艺。超临界工艺制得的气凝胶复合玻璃纤维毡具有更低的导热系数，但其生产成本极高，且存在较高危险性，难以实现市场化生产。相比之下，非临界工艺安全性提高，但产品性能如绝热性有所降低，且往往也要经过陈化、老化等工艺，生产周期较长，成本较高。

为克服上述问题，现有技术提出一些改进的制备方法，如公开号为CN105599396A的专利申请公开了一种喷压式气凝胶毡及其制备方法，所述喷压式气凝胶毡包括绝热布表层和绝热布底层，所述绝热布表层与绝热布底层之间设有至少一个复合绝热层，所述复合绝热层由玻璃纤维层以及气凝胶粉层复合在一起，产生隔热保温协同效应，解决了传统的气凝胶毡在运输、施工和使用过程中气凝胶微小颗粒、粉尘易脱落的现象，提高了气凝胶毡的使用寿命，且具有防潮、防火、耐腐蚀等优点。公开号为CN105209248A的专利申请公开了一种制造无纺湿法气凝胶毡的方法，所得气凝胶毡可呈现改善的导热率、较低的腐蚀性、较低的灰尘产生和均匀的结构。有别于传统超临界和非超临界工艺，上述制备方法相对简单易操作，为工业化生产提供了便利。