[发明专利]一种真空封装/微孔粉体复合高温隔热材料制备方法

说明书

本发明公开了一种真空封装/微孔粉体复合高温隔热材料制备方法。将75～95％的SiOsubgt;2/subgt;‑Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;复合微孔粉体中加入5～10％的ZrOsubgt;2/subgt;纤维和0～20％的TiOsubgt;2/subgt;遮光剂混匀，压制成微孔粉体复合板坯，采用SiOsubgt;2/subgt;陶瓷膜作为封装材料先进行热压边，装入复合板坯完成一次抽真空预封装。然后在真空热压炉中升温至600℃下进行二次抽真空，再升温至1200℃热压最后一边完成真空封装，制得真空封装/微孔粉体复合高温隔热材料。本产品在600℃时进行了二次抽真空，有助于维持在高温工作环境中封装材料内的高真空度；同时在SiOsubgt;2/subgt;微粉中添加Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;和TiOsubgt;2/subgt;微粉，提升了微孔粉体的热稳定性，保证了高温时的隔热性能。本产品应用于高温窑炉保温层，可有效减少窑炉工作时热量散失，提高能源利用率，是新一代的高性能高温隔热材料。

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种真空封装/微孔粉体复合高温隔热材料制备方法。

背景技术

我国是一个工业大国，对于能源的依赖十分严重。在进行工业生产时，需要用到大量高温窑炉，但窑炉的高效隔热问题一直未能被有效解决，导致窑炉平均热效率较低，工作时会产生严重的能源浪费。真空隔热材料作为当前的一种新型高效隔热材料，具有体积密度小，隔热性能好等优点。将其作为高温窑炉保温层材料，可有效减少窑炉工作时的热量散失，实现能源的高效利用。

气相SiO₂粉体是隔热材料常用的基体材料，具有颗粒粒径小，导热系数低等优点。但其热稳定性较差，作为高温窑炉保温层材料，在工作时需要承受接近1000 ℃的高温，此时气相SiO₂粉体体积会发生收缩，结构变化，隔热性能下降。气相Al₂O₃粉体是一种常见的高温收缩抑制剂，可明显改善气相SiO₂粉体的热稳定性。将其加入气相SiO₂粉体后，微孔粉体的体积收缩率显著下降，隔热性能大幅提高，可以满足高温窑炉工作时的要求。

利用气相SiO₂制备微孔粉体复合板坯，其微孔结构可明显抑制气体分子的运动，进一步降低材料的对流传热。再通过多次、多温度梯度的抽真空，最大程度上减少了封装材料内部的气体量，降低了真空隔热材料的导热系数，实现高温下优异的隔热能力。

当前真空隔热材料绝大部分应用于中低温环境。专利CN202010435042.3公开了一种真空绝热保温冰箱门体，专利CN201910069589.3公开了一种高性能真空绝热外墙保温结构，这些专利都是对真空隔热板结构的改良，并没有对制备材料以及工艺流程进行改进。制备出的产品可以应用于制冷及建筑等领域，但无法满足高温窑炉的使用要求。

可应用于高温环境下的真空隔热材料较少，专利201611204383.X公开了一种真空隔热耐火材料制品及其制备方法，但其只在常温时进行了一次抽真空。当温度上升时，不仅微孔粉体会挥发出一些气体，封装材料内本身的真空度也会发生变化，降低了材料在高温环境下的隔热能力。

发明内容

本发明要解决的问题是，高温下低导热的真空隔热材料的制备方法仍有不足。针对上述问题，提供了一种工艺简单、体积密度小、隔热性能优异、可在800～1200℃下使用的真空封装/微孔粉体复合高温隔热材料制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

（1）制备微孔粉体复合板坯：按比例称取SiO₂-Al₂O₃微粉，ZrO₂纤维，TiO₂微粉，置于高速搅拌机中，混合均匀。混合后的原料放入模具中，压制成板状，制备出微孔粉体复合板坯；