[发明专利]一种低膨胀耐高温气凝胶隔热材料及其制备方法

权利要求书

1.一种低膨胀耐高温气凝胶隔热材料，其特征在于，其制备原料包括气凝胶粉体、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体、硅烷偶联剂和有机结合剂；

所述气凝胶粉体包括亲水性气相二氧化硅气凝胶粉体和亲水性气相二氧化铝气凝胶粉体，且所述气相二氧化硅气凝胶粉体在所述气凝胶粉体中的质量百分含量为0～99％，所述气相二氧化铝气凝胶粉体在所述气凝胶粉体中的质量百分含量为1～100％。

2.如权利要求1所述的低膨胀耐高温气凝胶隔热材料，其特征在于，所述气凝胶粉体的添加量为气凝胶粉体、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量的50～90％；所述红外遮光剂的添加量为气凝胶粉体、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量的10～50％；所述低膨胀/负膨胀材料粉体的添加量为气凝胶粉体、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量的0～40％。

3.如权利要求2所述的低膨胀耐高温气凝胶隔热材料，其特征在于，所述气相二氧化硅气凝胶粉体在所述气凝胶粉体、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量当中的质量百分含量为0～89.1％，所述气相二氧化铝气凝胶粉体在所述气凝胶粉体、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量当中的质量百分含量为0.5～67％；优选地，所述气凝胶粉体的比表面积大于10m²/g。

4.如权利要求1所述的低膨胀耐高温气凝胶隔热材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂的添加量为气凝胶粉体、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量的1～20％；所述有机结合剂的添加量为气凝胶粉体、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体总重量的0.1～1％。

5.如权利要求1～4任一项所述的低膨胀耐高温气凝胶隔热材料，其特征在于，所述低膨胀/负膨胀材料粉体包括堇青石、透锂长石、锂辉石、锂霞石、钨酸锆中的至少一种；优选地，所述低膨胀/负膨胀材料粉体的中心粒径D50小于100μm。

6.如权利要求1～4任一项所述的低膨胀耐高温气凝胶隔热材料，其特征在于，所述红外遮光剂包括碳化硅粉体、氧化锆粉体、硅酸锆粉体、六钛酸钾粉体、碳化硼中的至少一种；优选地，所述红外遮光剂的中心粒径D50小于100μm。

7.如权利要求1～4任一项所述的低膨胀耐高温气凝胶隔热材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括正硅酸乙酯、乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅、丙基三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷中的至少一种。

8.如权利要求1～4任一项所述的低膨胀耐高温气凝胶隔热材料，其特征在于，所述有机结合剂包括聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚丙烯酸中的至少一种。

9.如权利要求1～4任一项所述低膨胀耐高温气凝胶隔热材料，其特征在于，所述低膨胀耐高温气凝胶隔热材料的膨胀系数小于3×10^-6/K，最高使用温度为850℃～1200℃，堆积密度为200～600kg/m³，在800℃时的热导率小于0.15W/mK。

10.一种如权利要求1～9任一项所述低膨胀耐高温气凝胶隔热材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)分别称取气凝胶粉体、红外遮光剂、低膨胀/负膨胀材料粉体并加入水中搅拌混合均匀，得到混合物；将有机结合剂用水稀释；

(2)在步骤(1)中的混合物中加入硅烷偶联剂，搅拌均匀后加入步骤(1)中稀释后的有机结合剂，搅拌至形成絮状沉淀物；

(3)将步骤(2)中的絮状沉淀物静止至所述絮状沉淀物完全沉入容器底部，除去沉淀物上的多余水分，将剩余泥浆倒入成型模具中压缩使多余水分挤出，即得成型体；

(4)将步骤(3)所得成型体干燥后煅烧，即得低膨胀耐高温气凝胶隔热材料。