一种柔性隔热材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及保温技术领域，尤其涉及一种柔性隔热材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 现有工业化生产的保温隔热材料主要分为无机隔热材料和有机隔热材料两大类。 有机隔热材料主要是各种高分子的泡沫材料，但这类隔热材料使用温度低（大多数使用温 度低于100°C)。无机隔热材料的耐热性好，在较高的温度下使用时其隔热性能仍然较好； 无机隔热材料又可分为硬质隔热材料和软性隔热材料。硬质隔热材料易破碎、施工损耗大、 必须预先成型，需要非常多的模具，成本高，使用不是很普遍。而柔性隔热材料由于隔热性 能好，且可以在各种形面上进行包覆和安装，在保温技术领域应用广泛。
[0003] 现有的柔性隔热材料主要是由陶瓷纤维（如莫来石纤维、硅酸铝纤维、氧化铝纤 维或碳纤维）经过传统造纸工艺或针刺工艺制备成的纸张或毯毡。由于这些隔热材料具有 突出的耐高温性能，在航空、航天、军工及其他高科技领域应用广泛。
[0004] 发明人发现上述现有的柔性隔热材料在使用温度超过l〇〇〇°C时，由于受到热辐射 的作用，其导热系数会大于0. 2W/m?K，使得隔热性能变差，从而无法满足许多要求高效隔 热的工作场合。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种柔性隔热材料的制备方法，制备出一种 在高的使用温度下仍具有低的导热系数的柔性隔热材料。
[0006] 为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：一种柔性隔热材料的制备方法， 包括如下步骤：
[0007] 将0-20重量份的纸浆、80-100重量份的氧化铝纤维与600-2000重量份的水混合 均匀，得到原料料浆；
[0008] 对所述原料料浆进行真空抽滤，得到片状的氧化铝纤维预制体；其中，所述氧化铝 纤维预制体具有第一面和与所述第一面相对的第二面；
[0009] 将石墨箔粘接在所述氧化铝纤维预制体的第一面或第二面上，得到第一隔热层预 制体；或将石墨箔粘接在所述氧化铝纤维预制体的第一面和第二面上，得到第二隔热层预 制体；
[0010] 将至少两个第一隔热层预制体粘接后、进行压制、干燥，得到柔性隔热材料，且所 述柔性隔热材料中的石墨箔面与氧化铝纤维面间隔设置；或
[0011] 将至少两个所述第二隔热层预制体粘接后、进行压制、干燥，得到柔性隔热材料； 或
[0012] 将至少一个所述第一隔热层预制体和至少一个所述第二隔热层预制体粘接后、进 行压制、干燥，得到柔性隔热材料。
[0013] 前述的柔性隔热材料的制备方法，所述氧化铝纤维中的氧化铝含量大于90% ;
[0014] 所述氧化铝纤维的密度大于3.Og/cm3,直径为1?10i!m。
[0015] 前述的柔性隔热材料的制备方法，将0-20重量份的纸浆加入至100-200重量份的 水中，搅拌均匀后得到纸浆料浆；
[0016] 将所述纸浆料浆和80-100重量份的氧化铝纤维加入至500-1800重量份的水，搅 拌均匀后得到原料料浆。
[0017] 前述的柔性隔热材料的制备方法，所述氧化铝纤维预制体中的所述氧化铝纤维的 含量为40-80%。
[0018] 前述的柔性隔热材料的制备方法，采用真空抽滤装置对所述原料料浆进行真空抽 滤；
[0019] 所述真空抽滤的真空度为_0. 05?-0. 95MPa;所述真空抽滤的时间为10s-5min。
[0020] 前述的柔性隔热材料的制备方法，所述石墨箔与所述氧化铝纤维预制体通过粘接 剂粘接；
[0021] 所述柔性隔热材料中，所述第一隔热层预制体之间通过粘接剂粘接；或所述第二 隔热层预制体之间通过粘接剂粘接；或所述第二隔热层预制体和所述第一隔热层预制体之 间通过粘接剂粘接；
[0022] 其中，所述粘接剂所述粘接剂为有机粘接剂或/和无机粘接剂。
[0023] 前述的柔性隔热材料的制备方法，所述隔热材料中的每层氧化铝纤维的厚度为 0? 2_5mm，密度为 0? 1-0. 5g/cm3;
[0024] 所述石墨箔的厚度为0? 05-0. 5mm。
[0025] 另外，本发明的另一目的是提供一种柔性隔热材料，所述柔性隔热材料包括：至 少两层第一隔热层，或至少两层第二隔热层，或至少一层第一隔热层和至少一层第二隔热 层；
[0026] 其中，所述第一隔热层包括：氧化铝纤维层和石墨箔层；所述氧化铝纤维层具有 第一面和与所述第一面相对的第二面；所述石墨箔层粘接在所述氧化铝纤维层的第一面或 所述氧化铝纤维层的第二面；
[0027] 所述第二隔热层包括：氧化铝纤维层和石墨箔层；所述氧化铝纤维层具有第一面 和与所述第一面相对的第二面；所述石墨箔层粘接在所述氧化铝纤维层的第一面和所述氧 化铝纤维层的第二面；
[0028] 其中，当所述柔性隔热材料包括至少两层第一隔热层时，所述石墨箔层与所述氧 化铝纤维层间隔设置。
[0029] 前述的柔性隔热材料，所述柔性隔热材料由上述任一项所述的柔性隔热材料的制 备方法制备而成。
[0030] 前述的柔性隔热材料，所述氧化铝纤维层的厚度为0. 2-5mm，密度为0.l-o. 5g/ cm3;所述石墨箔层的厚度为0. 05-0. 5mm。
[0031] 与现在技术相比，本发明的有益效果表现为：
[0032] 本发明实施例提供的一种柔性隔热材料的制备方法通过将纸浆、氧化铝纤维和水 混合均匀得到原料料浆，然后采用真空抽滤湿法成型的方法将原料料浆制备成氧化铝纤维 预制体，并在氧化铝纤维预制体上粘接石墨箔作为氧化铝纤维预制体的辐射屏蔽层，最后 将多个带有辐射屏蔽层的氧化铝前驱体叠加、压制、干燥处理，得到具有多层氧化铝纤维 层、多层辐射屏蔽层的柔性隔热材料。使的本发明实施例所制备的柔性隔热材料的隔热性 能好，且使用温度较高（高于KKKTC)时，由于辐射屏蔽层能够屏蔽热辐射，进而使得本发 明实施例所制备的柔性材料仍然具有较低的导热系数，耐热性好，能够适用于高温高效隔 热的领域。
[0033]进一步地，本发明实施例提供的柔性材料的制备方法首先将纸浆在水中均匀分散 得到纸浆料浆，再将纸浆料浆和氧化铝纤维加入至水中，搅拌均匀，得到原料料浆。原料料 浆中所含的纸浆能够提高氧化铝纤维的强度和韧性，进而使后期得到的柔性隔热材料的具 有类似纸张特性的柔韧性，使其能够适用于各种形状复杂制品的隔热层包覆。
[0034]进一步地，本发明实施例提供的柔性材料的制备方法中所采用的氧化铝纤维导热 率、加热收缩率和热容都较低，使用温度高达1600°C的同时氧化铝纤维还具有非常好的化 学稳定性，可在酸性环境、氧化气氛、还原气氛及真空条件下使用，对碱性环境也有较好的 耐腐蚀性。
[0035] 进一步地，石墨箔不仅具有高强度、耐高温、化学稳定性优异的性质，还具有优异 屏蔽辐射（如热辐射）的性质；本发明实施例提供的柔性材料的制备方法中采用石墨箔作 为氧化铝纤维的辐射屏蔽层，能够屏蔽高温下的热辐射效应，以使本发明实施例所制备的 柔性隔热材料在使用温度较高时仍然具有优异的隔热性能。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明实施例提供的一种真空抽滤装置的结构示意图；
[0037] 图2为本发明实施例提供的一种柔性隔热材料的结构示意图；
[0038] 图3为本发明实施例提供的另一种柔性隔热材料的结构示意图；
[0039] 图4为本发明实施例提供的另一种柔性隔热材料的结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 较佳实施例，对依据本发明提出的一种柔性隔热材料及其制备方法【具体实施方式】、特征及 其功效，详细说明如下。
[0041] 发明人发现高温下，热辐射传热非常严重，导致现有的柔性隔热材料中在高温下 (尤其是同时在真空条件下）的导热系数变大，隔热性能变差。针对这一问题，本发明实施 例提供一种柔性隔热材料及其制备方法，制备出一种在高温下仍然具有低的导热系数的柔 性隔热材料。
[0042] 一方面，本发明实施例提供一种柔性隔热材料的制备方法，该柔性隔热材料的制 备方法主要包括如下步骤：
[0043] 1)将0-20重量份的纸浆、80-100重量份的氧化铝纤维与600-2000重量份的水混 合，搅拌均匀后得到原料料浆。
[0044] 具体地，该步骤中纸浆的主要成分为木质纤维。纸浆的作用主要是用于增加氧化 铝纤维的强度，并改善氧化铝纤维的柔性，使最终得到的隔热材料具有类似纸张的柔韧性。
[0045] 该步骤中，氧化铝纤维优选为短切纤维，氧化铝纤维中的氧化铝含量大于90 %，且 氧化错纤维密度大于3.Og/cm3,直径为1?10iim，长度优选为1?5_。该步骤中的氧化 铝纤维导热率、加热收缩率和热容都较低，使用温度可高达1600°C，同时氧化铝纤维还具有 较好的化学稳定性，可在酸性环境、还原气氛及真空条件下使用，对碱性环境也有一定的耐 腐蚀性。
[0046] 较佳地，该步骤具体包括：
[0047] 11)将0-20重量份的纸浆加入至100-200重量份的水中，搅拌均匀后得到纸浆料 浆；
[0048] 12)将纸浆料浆和80-100重量份的氧化铝纤维加入至500-