如 下：超高温隔热材料层所用材料为碳纤维毡，厚度为1〇_ ;相变吸热隔热材料层采用碳酸 盐相变材料，厚度为1〇_ ;中温隔热层所用材料为石英纤维隔热材料，厚度为1〇_ ;低温隔 热层所用材料为岩棉隔热材料，厚度为2mm;辐射屏蔽层所用材料为石墨纸，厚度为0. 2mm。 其中超高温隔热材料层与相变吸热隔热材料层之间用磷酸铝系高温粘结剂粘结，相变吸热 隔热层与中温隔热层之间、中温隔热层与低温隔热层之间以及低温隔热层与辐射屏蔽层之 间采用硅溶胶低温粘结剂粘结。
[0054] 实施例6
[0055] 本实施例与实施例1不同在于，超高温组合隔热材料的各层所用材料及厚度如 下：超高温隔热材料层所用材料为超细孔炭材料，厚度为l〇mm;相变吸热隔热材料层采 用氟化镁相变材料，厚度为8mm;中温隔热层所用材料为硅酸钙隔热材料，厚度为5mm;低 温隔热层所用材料为岩棉隔热材料，厚度为40_ ;辐射屏蔽层所用材料为石墨纸，厚度为 0. 3_。其中超高温隔热材料层与相变吸热隔热材料层之间用磷酸铝系高温粘结剂粘结，相 变吸热隔热层与中温隔热层之间、中温隔热层与低温隔热层之间以及低温隔热层与辐射屏 蔽层之间采用硅溶胶低温粘结剂粘结。
[0056] 实施例7
[0057] 本实施例与实施例1不同在于，超高温组合隔热材料的各层所用材料及厚度如 下：超高温隔热材料层所用材料为碳纤维毡，厚度为40_ ;相变吸热隔热材料层采用碳酸 盐相变材料，厚度为1〇_ ;中温隔热层所用材料为高硅氧纤维隔热材料，厚度为6_ ;低温 隔热层所用材料为超细玻璃棉隔热材料，厚度为20mm;辐射屏蔽层所用材料为铝箔，厚度 为0. 03_。其中超高温隔热材料层与相变吸热隔热材料层之间用磷酸铝系高温粘结剂粘 结，相变吸热隔热层与中温隔热层之间、中温隔热层与低温隔热层之间以及低温隔热层与 辐射屏蔽层之间采用铝溶胶低温粘结剂粘结。
[0058] 实施例8
[0059] 本实施例与实施例1不同在于，超高温组合隔热材料的各层所用材料及厚度如 下：超高温隔热材料层所用材料为氧化锆纤维超高温隔热材料，厚度为1〇_ ;相变吸热隔 热材料层采用氟化镁相变材料，厚度为8mm;中温隔热层所用材料为氧化铝纤维隔热材料， 厚度为10_ ;低温隔热层所用材料为硅酸铝纤维隔热材料，厚度为20_ ;辐射屏蔽层所用 材料为金箔，厚度为〇. 〇3_。其中各层之间均用磷酸铝系高温粘结剂粘结。
[0060] 实施例9
[0061] 本实施例与实施例1不同在于，超高温组合隔热材料的各层所用材料及厚度如 下：超高温隔热材料层所用材料为超细孔炭材料，厚度为l〇mm;相变吸热隔热材料层采用 氟化镍相变材料，厚度为1〇_ ;中温隔热层所用材料为硅酸钙隔热材料，厚度为5_ ;低温 隔热层所用材料为氧化硅气凝胶隔热材料，厚度为20mm;辐射屏蔽层所用材料为钼箔，厚 度为0. 1_。其中超高温隔热材料层与相变吸热隔热材料层之间用磷酸铝系高温粘结剂粘 结，相变吸热隔热层与中温隔热层之间、中温隔热层与低温隔热层之间以及低温隔热层与 辐射屏蔽层之间采用硅溶胶低温粘结剂粘结。
[0062] 实施例10
[0063] 本实施例与实施例1不同在于，超高温组合隔热材料的各层所用材料及厚度如 下：超高温隔热材料层所用材料为氧化锆纤维超高温隔热材料，厚度为1〇_ ;相变吸热隔 热材料层采用氟化镁相变材料，厚度为8_ ;中温隔热层所用材料为硅酸钙隔热材料，厚度 为5mm;低温隔热层所用材料为岩棉隔热材料，厚度为40mm;辐射屏蔽层所用材料为石墨 纸，厚度为〇. 1_。其中超高温隔热材料层与相变吸热隔热材料层之间用磷酸铝系高温粘结 剂粘结，相变吸热隔热层与中温隔热层之间、中温隔热层与低温隔热层之间以及低温隔热 层与辐射屏蔽层之间采用铝溶胶低温粘结剂粘结。
[0064] 上述实施例中各隔热材料层的制备过程如下：
[0065] 其中碳纤维/氧化锆纤维超高温隔热材料或氧化锆纤维超高温隔热材料加去离 子水混合搅拌进行纤维分散，然后抽滤成形和高温热处理得到。超细孔炭材料纤维与烧结 助剂共混、高温烧结得到。碳纤维毡通过碳纤维编织成毯，或有机先驱体制备后发泡或超临 界干燥等。
[0066] 相变吸热隔热材料层的制备：相变物质的熔炼，熔炼后得到的相变颗粒的粉碎，粉 碎后的相变材料与基体材料和增强纤维共混，然后经过压力成形，高温烧结即得。
[0067] 中温隔热层的制备：纤维用去离子水分散，抽滤成形，高温热处理得到，或动态水 热合成料浆后压滤、干燥成形得到。
[0068] 低温隔热层的制备可采用与中温隔热层相同的方法。
[0069] 本发明实施例中，碳纤维/氧化锆纤维超高温隔热材料制成的超高温隔热材料层 为半刚性材料，耐温2500°C，密度为0. 2-1. 2g/cm3,导热系数为0. 02-0. 2W/m?K;氧化锆纤 维超高温隔热材料制成的超高温隔热材料层为刚性材料，耐温2500°C，密度为0. 2-1. 8g/ cm3,导热系数为0. 02-0. 2W/m?K;碳纤维毡制成的超高温隔热材料层为柔性材料，耐温 3000°C，密度为0. 1-1. 2g/cm3,导热系数为0. 05-0. 5W/m?K;超细孔炭材料制成的超高温 隔热材料层为刚性材料，耐温3000°C，密度为0. 1-1. 2g/cm3,导热系数为0. 05-0. 5W/m?K。 氟化镁相变材料、氟化镍相变材料及碳酸盐相变材料制成的相变吸热隔热材料层，密度为 0. 2-3. 0g/cm3,导热系数为0. 05-0. 5W/m*K。中温隔热层所用材料为氧化铝纤维隔热材料、 莫来石纤维隔热材料、石英纤维隔热材料、硅酸钙隔热材料以及高硅氧纤维隔热材料等，可 以是刚性材料，也可以是柔性材料。低温隔热层所用材料为氧化硅气凝胶隔热材料、硅酸铝 纤维隔热材料、岩棉以及超细玻璃棉等，可以是刚性材料，也可以是柔性材料。钼箔，铝箔， 石墨纸或金箔等为一定幅宽的箔片材料，厚度为0.Ol-o. 5mm。
[0070] 本发明实施例的超高温组合隔热材料的性能指标见下表1。其中隔热性能参照 GB/T17911. 3-1999耐火陶瓷纤维制品体积密度试验方法，YB/T4130-2005水流量平板法。
[0071] 表 1
[0072]
【主权项】
1. 超高温梯度隔热材料，其特征在于，包括： 超高温隔热材料层，其位于高温一侧； 相变吸热隔热材料层，位于超高温隔热材料层的外侧； 中温隔热层，位于相变吸热隔热材料层的外侧； 低温隔热层，位于中温隔热层的外侧； 辐射屏蔽层，分别设于超高温隔热材料层、相变吸热隔热材料层、中温隔热层和低温隔 热层相邻两层之间以及设于低温隔热层的外侧，所述辐射屏蔽层用于阻挡红外辐射； 上述各层复合为一体。
2. 根据权利要求1所述的超高温梯度隔热材料，其特征在于，所述超高温隔热材料层 的材料为碳纤维/氧化锆纤维超高温隔热材料、氧化锆纤维超高温隔热材料、碳纤维毡或 超细孔炭材料。
3. 根据权利要求1所述的超高温梯度隔热材料，其特征在于，所述相变吸热隔热材料 层的材料为氟化镍高温相变材料、氟化镁相变材料或碳酸盐中温相变材料。
4. 根据权利要求1所述的超高温梯度隔热材料，其特征在于，所述中温隔热层的材料 为氧化铝纤维隔热材料、莫来石纤维隔热材料、石英纤维隔热材料、硅酸钙隔热材料或高硅 氧纤维隔热材料。
5. 根据权利要求1所述的超高温梯度隔热材料，其特征在于，所述低温隔热层的材料 为氧化硅气凝胶隔热材料、硅酸铝纤维隔热材料、岩棉或超细玻璃棉。
6. 根据权利要求1所述的超高温梯度隔热材料，其特征在于，所述辐射屏蔽层的材料 为钼箔、铝箔、石墨纸或金箔。
7. 根据权利要求1所述的超高温梯度隔热材料，其特征在于，所述超高温隔热材料 层厚度为2-20mm ;所述相变吸热隔热材料层的厚度为2-10mm ;所述中温隔热层的厚度为 2-30mm ;所述低温隔热层的厚度为2-40mm ;所述福射屏蔽层的厚度为0. 01-0. 5mm。
8. 根据权利要求1所述的超高温梯度隔热材料，其特征在于，所述各层之间通过胶黏 剂粘合，然后通过压力成形和高温处理复合为一体。
9. 根据权利要求8所述的超高温梯度隔热材料，其特征在于，所述胶黏剂选自磷酸铝 系胶黏剂、磷酸铬铝系高温粘结剂、铝溶胶系胶黏剂和硅溶胶系中温粘结剂。
10. 根据权利要求8所述的超高温梯度隔热材料，其特征在于，所述超高温隔热材料层 至相变吸热隔热层之间采用高温粘结剂连接；相变吸热隔热层至最外侧的辐射屏蔽层之间 采用中温粘结剂粘结。
11. 权利要求1-10任一项所述的超高温组合隔热材料的制备方法，包括如下步骤： 根据应用环境，利用传热理论确定各隔热材料层的具体材料和厚度； 根据确定的材料制备相应厚度的各隔热材料层； 将各隔热材料层采用胶黏剂粘合，然后通过压力成形和高温处理复合为一体，得到超 高温梯度隔热材料。
12. 根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，各隔热材料层复合为一体的步骤 如下： 采用刷涂或喷涂，在各层之间涂覆粘结剂； 压力成形的压力范围为〇· IMPa?5MPa之间，高温处理的温度在50°C?400°C之间，处 理时间为2h?24h。
【专利摘要】本发明公开了一种超高温梯度隔热材料及其制备方法，其中超高温梯度隔热材料包括：超高温隔热材料层，其位于高温一侧；相变吸热隔热材料层，位于超高温隔热材料层的外侧；中温隔热层，位于相变吸热隔热材料层的外侧；低温隔热层，位于中温隔热层的外侧；辐射屏蔽层，分别设于超高温隔热材料层、相变吸热隔热材料层、中温隔热层和低温隔热层相邻两层之间以及设于低温隔热层的外侧，所述辐射屏蔽层用于阻挡红外辐射；上述各层复合为一体。本发明的超高温梯度隔热材料具有耐超高温，使用时间长的特点。
【IPC分类】B32B7-12, B32B5-14
【公开号】CN104553102
【申请号】CN201510020962
【发明人】王广海, 陈玉峰, 张世超, 孙浩然, 张峰, 孙现凯, 李世新, 石兴, 方凯
【申请人】中国建筑材料科学研究总院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月15日