柔性气凝胶保温隔热层的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及保温材料【技术领域】，具体涉及一种保温隔热层。柔性气凝胶保温隔热层，包括保温隔热层，保温隔热层包括二氧化硅凝胶网络、纳米纤维网络、柔性纤维网。二氧化硅凝胶网络与纳米纤维网络复合形成复合层，柔性纤维网内嵌在复合层内。由于采用上述技术方案，本实用新型不仅具有显著的保温效果，还兼具良好的柔性和强度，保温隔热层整体结构好、抗压强度高、性能稳定、使用周期长。
【专利说明】柔性气凝胶保温隔热层
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及保温材料【技术领域】，具体涉及一种保温隔热层。
【背景技术】
[0002]在石油开采、石油炼化和热电厂所用的管线一般针对的都是100°C?500°C的高温管线。目前这类管线的保温大都存在保温材料寿命短、需经常维护、更换的问题。对于高温管线的保温，传统采用硅酸盐类保温材料，其结构力差，容易出现上薄下厚的现象。而大多传统的无机材料都没有防水效果，容易造成管线腐蚀，使得管线无法保证设计压力要求。管线因保温效果下降，
[0003]使得内部流体在末端已经无法达到设计的温度及压力要求。
[0004]另外，气凝胶是一种迄今为止在世界上密度第二小的固体，一般常见的气凝胶为硅气凝胶。由于其特性致使气凝胶具有很好的隔热效果，且质量轻。但是气凝胶在应用过程中，虽然其热导率低，但是存在机械性能差，难以实际应用等缺陷。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于，提供一种柔性气凝胶保温隔热层，解决以上的技术问题。
[0006]本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0007]柔性气凝胶保温隔热层，包括一保温隔热层，其特征在于，所述保温隔热层包括一二氧化硅凝胶网络、一纳米纤维网络、一柔性纤维网；
[0008]所述二氧化硅凝胶网络与所述纳米纤维网络复合形成一复合层，所述柔性纤维网内嵌在所述复合层内。
[0009]本实用新型采用二氧化硅凝胶网络是由气凝胶材料制成。由于气凝胶材料具有极低的导热系数，与传统的保温材料相比，气凝胶材料能有效切断管材与外界的传热途径。本实用新型采用二氧化硅凝胶网络和纳米纤维网络的复合，保证保温隔热层优良的保温性能的同时，大幅度降低保温隔热层的厚度、减小热能损失、节能效果优异。本实用新型具有结构力好、抗压强度高、性能稳定、使用周期长等显著优点。另外，气凝胶材料还具有良好的防水效果，在最大程度上防止管线腐蚀。
[0010]由于本实用新型在复合层内增设一层柔性纤维网后，借助引入的纳米纤维网络和柔性纤维网赋予材料良好的强度和柔性，扩展了气凝胶材料的应用领域和使用寿命。由于其柔性好，很大程度上减少安装时间和人工，易于根据复杂的形状、弯曲度和空间限制来剪裁材料和安装。
[0011 ] 所述二氧化硅凝胶网络采用二氧化硅纳米颗粒粘连组成的具有介孔结构的二氧化硅凝胶网络。上述设计可增强本实用新型的稳定性和保温性，延长二氧化硅凝胶网络的使用寿命。
[0012]所述纳米纤维网络为采用纳米纤维相互交联形成的三维网络结构的纳米纤维网络。本实用新型采用的纳米纤维并不是孤立分散的纳米纤维，而是形成坚韧的三维网络结构，以便保证纳米纤维网络作为二氧化硅凝胶网络的结构增强剂来改善机械性能，在保证保温的同时，赋予保温隔热层优异的机械能能，提高了其耐用性和可实用性。
[0013]所述柔性纤维网为采用柔性纤维编织而成的平面二维网络结构。
[0014]所述二氧化硅凝胶网络的介孔孔径在2nm?30nm。以便在工艺实现的前提下，保证保温隔热层的隔热保温效果。
[0015]所述二氧化娃纳米颗粒的直径为8nm?14nm。
[0016]单位体积内的二氧化硅纳米颗粒的数量6.6 X IO19?1.1 X IO20个每立方厘米。
[0017]所述纳米纤维网络采用纤维素纳米纤维制成。
[0018]所述柔性纤维网采用尼龙纤维制成。
[0019]有益效果:由于采用上述技术方案，本实用新型不仅具有显著的保温效果，还兼具良好的柔性和强度，保温隔热层整体结构好、抗压强度高、性能稳定、使用周期长。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的一种结构示意图；
[0021]图2为图1的断面侧视图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。
[0023]参照图1、图2，柔性气凝胶保温隔热层，包括一保温隔热层，保温隔热层包括二氧化硅凝胶网络1、纳米纤维网络2、柔性纤维网3。二氧化硅凝胶网络I与纳米纤维网络2复合形成复合层，柔性纤维网3内嵌在复合层内。本实用新型采用二氧化硅凝胶网络I是由气凝胶材料制成。由于气凝胶材料具有极低的导热系数，与传统的保温材料相比，气凝胶材料能有效切断管材与外界的传热途径。本实用新型采用二氧化硅凝胶网络I和纳米纤维网络2的复合，保证保温隔热层优良的保温性能的同时，大幅度降低保温隔热层的厚度、减小热能损失、节能效果优异。本实用新型具有结构力好、抗压强度高、性能稳定、使用周期长等显著优点。另外，气凝胶材料还具有良好的防水效果，在最大程度上防止管线腐蚀。
[0024]由于本实用新型在复合层内增设一层柔性纤维网3后，借助引入的纳米纤维网络2和柔性纤维网络3赋予材料良好的强度和柔性，扩展了气凝胶材料的应用领域和使用寿命。由于其柔性好，很大程度上减少安装时间和人工，易于根据复杂的形状、弯曲度和空间限制来剪裁材料和安装。
[0025]二氧化硅凝胶网络I采用二氧化硅纳米颗粒11粘连组成的具有介孔结构的二氧化硅凝胶网络。二氧化硅凝胶网络的介孔孔径在2nm?30nm。二氧化硅纳米颗粒的直径为8nm?14nm。单位体积内的二氧化硅纳米颗粒的数量6.6 X IO19?1.1XlO20个每立方厘米。上述设计可增强本实用新型的稳定性和保温性，保证保温隔热层的隔热保温效果，延长二氧化硅凝胶网络I的使用寿命。
[0026]纳米纤维网络2为采用纳米纤维相互交联形成的三维网络结构的纳米纤维网络
2。纳米纤维网络采用纤维素纳米纤维制成。本实用新型采用的纳米纤维并不是孤立分散的纳米纤维，而是形成坚韧的三维网络结构，以便保证纳米纤维网络2作为二氧化硅凝胶网络I的结构增强剂来改善机械性能，在保证保温的同时，赋予保温隔热层优异的机械能能，提高了其耐用性和可实用性。
[0027]柔性纤维网3为采用柔性纤维编织而成的平面二维网络结构。
[0028]本实用新型外观为柔性保温毡，优选用于卷曲包裹管道，本实用新型在制作时，可以米用下述尺寸，以便卷曲、运输。尺寸:长0.5m~2m ;宽0.2m~1.0m ;厚度0.2m~1.lm。上述设计在工艺上易于裁剪加工。
[0029]本实用新型的使用温度范围:-20°C~400°C ；
[0030]本实用新型具有如下参数:
[0031]热导率:0.02g W m 1Ii 1 ~0.04g W m:k 1 ；
[0032]密度:0.02g cm 3 ~0.28g cm 3 ；
[0033]抗压强度:650Kpa~1250Kpa ；
[0034]抗拉强度:H5OKpa~2550Kpa。
[0035]本实用新型制成的保温隔热层与传统保温材料具体对比见下表:
【权利要求】
1.柔性气凝胶保温隔热层，包括一保温隔热层，其特征在于，所述保温隔热层包括一二氧化硅凝胶网络、一纳米纤维网络、一柔性纤维网； 所述二氧化硅凝胶网络与所述纳米纤维网络复合形成一复合层，所述柔性纤维网内嵌在所述复合层内。
2.根据权利要求1所述的柔性气凝胶保温隔热层，其特征在于:所述二氧化硅凝胶网络采用二氧化硅纳米颗粒粘连组成的具有介孔结构的二氧化硅凝胶网络。
3.根据权利要求1或2所述的柔性气凝胶保温隔热层，其特征在于:所述纳米纤维网络为采用纳米纤维相互交联形成的三维网络结构的纳米纤维网络。
4.根据权利要求3所述的柔性气凝胶保温隔热层，其特征在于:所述柔性纤维网为采用柔性纤维编织而成的平面二维网络结构。
5.根据权利要求2所述的柔性气凝胶保温隔热层，其特征在于:所述二氧化硅凝胶网络的介孔孔径在2nm?30nm。
6.根据权利要求5所述的柔性气凝胶保温隔热层，其特征在于:所述二氧化硅纳米颗粒的直径为8nm?14nm。
7.根据权利要求6所述的柔性气凝胶保温隔热层，其特征在于:单位体积内的二氧化硅纳米颗粒的数量6.6 X IO19?1.1 X IO20个每立方厘米。
8.根据权利要求3所述的柔性气凝胶保温隔热层，其特征在于:所述纳米纤维网络采用纤维素纳米纤维制成。
9.根据权利要求4所述的柔性气凝胶保温隔热层，其特征在于:所述柔性纤维网采用尼龙纤维制成。
【文档编号】F16L59/02GK203533093SQ201320623872
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】张复实, 向军辉, 赛华征 申请人:上海辛葵科技股份有限公司