專利名稱：一種低溫絕熱復(fù)合納米材料多層絕熱體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬的多層納米復(fù)合隔熱體應(yīng)用于液態(tài)金屬容器外表面和具有低溫隔熱要求裝置的外表面隔熱保溫層，重點(diǎn)是用在LNG船舶和LNG儲(chǔ)罐等液態(tài)金屬容器的低溫隔熱。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在用于LNG船舶和儲(chǔ)罐的絕熱材料主要是聚氨酯泡沫和泡沫玻璃，但是聚氨酯泡沫塑料最大的缺點(diǎn)是阻燃性差，低溫下尺寸穩(wěn)定性差，容易變形開(kāi)裂，這對(duì)于在LNG船上的應(yīng)用是有一定危險(xiǎn)性，而泡沫玻璃的熱導(dǎo)率比較高，且價(jià)格昂貴。美國(guó)的NASAAmes曾開(kāi)發(fā)一種比較實(shí)用的納米孔絕熱材料是硅酸鋁耐火纖維-二氧化硅氣凝膠復(fù)合塊體材料。但是該材料纖維較粗，體積密度較大，導(dǎo)熱系數(shù)仍達(dá)不到超級(jí)絕熱材料的理想程度，且硅酸鋁纖維已被歐盟列為二類致癌物質(zhì)，它對(duì)人體傷害比較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是已有的隔熱保溫層只能阻止部分熱傳導(dǎo)，而不能有效阻止熱輻射和熱對(duì)流和熱輻射；在克服現(xiàn)有的多層隔熱體的反射屏的反射率不高的基礎(chǔ)上，采用由納米氣凝膠常壓后形成的納米材料為間隔物，此類間隔物的法向有效熱導(dǎo)率系數(shù)較高，采用新的絕熱材料和制作工藝，得到了一種多層隔熱體，其反射屏反射率更高、間隔物熱導(dǎo)率更低。它能夠更好阻隔熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射，從而可以達(dá)到很好的低溫隔熱效果。
多層納米復(fù)合隔熱體的技術(shù)方案是本發(fā)明所屬的多層納米復(fù)合隔熱體應(yīng)用于液態(tài)金屬容器外表面和具有低溫隔熱要求裝置的外表面隔熱保溫層，重點(diǎn)是用在LNG船舶和LNG儲(chǔ)罐等液態(tài)金屬容器的低溫隔熱層。在已經(jīng)開(kāi)縫(孔)的聚酯或者聚酰薄膜上，利用溶膠-凝膠法雙面鍍制氧化鋯或者氧化鋯-氧化鋁薄膜作為反射屏。利用溶膠-凝膠方法，經(jīng)過(guò)溶劑替換和表面修飾，制備二氧化硅氣凝膠，將二氧化硅氣凝膠與硅酸鹽纖維原位復(fù)合，制備出二氧化硅氣凝膠-硅酸鹽纖維納米復(fù)合材料，并與上述制備的塑料薄膜進(jìn)行原位粘貼，在100℃以下處理后成為多層隔熱體。采用真空包扎技術(shù)，形成多層納米復(fù)合隔熱體。得到可以實(shí)用的低溫隔熱材料。
由于采用了上述技術(shù)方案，所述的多層納米復(fù)合隔熱體，可以很有效的提高反射屏在紅外-紫外光譜段的平均反射率，降低間隔物的熱傳導(dǎo)率。從而有效的阻隔了熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射，明顯的提高了低溫絕熱效果。采用上述技術(shù)后，高反射率，低吸收率的納米氧化鋯或者氧化鋯-氧化鋁薄膜在紅外-紫外光譜的平均反射率達(dá)到96％，采用溶膠-凝膠方法制備的納米級(jí)高氣孔率的二氧化硅氣凝膠-硅酸鹽纖維復(fù)合塊體材料在常壓下的法向有效導(dǎo)熱系數(shù)小于0.06w/m.k；在采用原位粘貼和真空包扎技術(shù)后，多層隔熱體復(fù)合材料在常壓下法向有效導(dǎo)熱系數(shù)小于0.007w/m.k。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述在聚酰胺塑料薄膜上進(jìn)行開(kāi)孔，然后在已經(jīng)開(kāi)縫(孔)的聚酯或者聚酰薄膜上，在溫度為20-25℃，濕度低于50％的條件下，利用溶膠-凝膠法雙面鍍制氧化鋯或者氧化鋯-氧化鋁薄膜作為反射屏。利用溶膠-凝膠方法，通過(guò)溶劑替換和表面修飾，制備二氧化硅氣凝膠，將二氧化硅氣凝膠與硅酸鈣原位復(fù)合，形成對(duì)人體沒(méi)有致癌作用的納米結(jié)構(gòu)的二氧化硅氣凝膠-硅酸鈣納米復(fù)合材料，以此種納米復(fù)合材料作為多層隔熱體的間隔物，將其與前面制備的塑料薄膜粘貼，交替排列，在60℃處理后成為多層隔熱體。采用真空包扎技術(shù)，即將多層隔熱體進(jìn)行有效包扎并且抽真空，形成用多層納米復(fù)合隔熱體，測(cè)得其常壓下的法向有效熱導(dǎo)率系數(shù)為0.0055w/m.k.。
權(quán)利要求
1.一種低溫絕熱復(fù)合納米材料多層絕熱體，其特征在于所述的絕熱體，包括“反射屏-間隔物-反射屏-間隔物”交替組成的3-50層的復(fù)合納米材料；利用原位粘貼和真空包扎的方法制備。
2.如權(quán)利要求1所述的多層納米復(fù)合隔熱體，主要用于液體金屬容器殼體和其它具有地間隔熱要求的外表面，如LNG船舶和LNG儲(chǔ)罐等液態(tài)金屬容器的低溫隔熱；
3.如權(quán)利要求1所述的多層納米復(fù)合隔熱體，其反射屏是利用溶膠-凝膠方法，在已經(jīng)開(kāi)縫(孔)的聚酯或者聚酰薄膜上雙面鍍制氧化鋯或者氧化鋯-氧化鋁薄膜，形成鏡面反光層或者漫反射反光層；
4.如權(quán)利要求1所述的多層納米復(fù)合隔熱體，其間隔物是利用溶膠-凝膠方法，通過(guò)溶劑替換和修飾，在常壓下制備二氧化硅氣凝膠-硅酸鹽纖維復(fù)合納米材料；
5.如權(quán)利要求1所述的多層納米復(fù)合隔熱體，其特征在于所述的反射屏溶膠制備溫度在20-25℃，濕度低于50％的條件下制備，提拉法制備的高反薄膜處理溫度低于100度，薄膜在紅外-紫外光譜波段的平均反射率高于96％；
6.如權(quán)利要求1所述的多層納米復(fù)合隔熱體，其特征在于所述的間隔物是利用溶膠-凝膠方法制備出二氧化硅氣凝膠，并將此氣凝膠與硅酸鹽纖維原位復(fù)合得到；所述間隔物的法向有效熱導(dǎo)率系數(shù)應(yīng)該小于0.06w/m.k；
7.如權(quán)利要求1所述的多層納米復(fù)合隔熱體，其特征在于所述的多層隔熱體在常壓下的法向有效熱導(dǎo)率系數(shù)應(yīng)該小于0.007w/m.k。
全文摘要
一種多層納米復(fù)合隔熱體應(yīng)用于液態(tài)金屬容器外表面和具有低溫隔熱要求裝置的外表面隔熱保溫層，重點(diǎn)是用在LNG船舶和LNG儲(chǔ)罐等液態(tài)金屬容器的低溫隔熱層。該隔熱體利用溶膠－凝膠方法，在已經(jīng)開(kāi)縫(孔)的聚酯或者聚酰薄膜上雙面鍍制氧化鋯或者氧化鋯－氧化鋁薄膜，以此作為反射屏。再利用溶膠－凝膠方法，通過(guò)溶劑替換和表面修飾，在常壓下制備二氧化硅氣凝膠－硅酸鈣復(fù)合納米材料，以此種納米復(fù)合材料作為間隔物。利用原位粘貼的方法，制備這樣的“反射屏－間隔物－反射屏－間隔物”的3－50層的多層絕熱體。并通過(guò)真空包扎，可有效地隔離熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射，達(dá)到良好的低溫絕熱效果。
文檔編號(hào)B32B5/14GK1895885SQ2005100276
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2005年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月12日
發(fā)明者汪培慶, 汪慶鋒 申請(qǐng)人:上海暄洋納米材料有限公司