专利名称：一种高效夹层高温隔热材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于隔热材料制备技术领域，特别涉及一种高温隔热材料，另外还涉及其制备方法。
背景技术：
新型碳质高温隔热材料-碳毡由于具有导热系数小、热容量低、密度小、线膨胀系数小、耐高温、耐热冲击强、耐化学腐蚀性强、高纯无污染等优异的性能，已经成为高温真空炉中最主要的隔热材料。碳毡作为隔热材料使用通常需要一定的厚度来达到隔热效果，降低炉壁处的温度，保证炉体的正常使用。目前，大多数用户厂家在使用这种材料的时候均是根据经验数据来选择碳毡的厚度，而碳毡生产厂家为了保证炉体的安全性，通常会尽可能的将材料的厚度增加，以充分降低炉壁处的温度。但是，这种做法一方面会造成材料的浪费，另一方面由于厚度增加，而整个炉体的尺寸不变，从而减小了炉体的实际使用体积，造成炉体空间的浪费。陶瓷纤维毡由于热导率极小(远低于碳毡)，并且其不易被空气氧化，被广泛应用于普通的工业窑炉。但是陶瓷纤维毡的使用温度较低(< 1500°C)，并且在一些对纯度要求较高的炉体中，由于陶瓷纤维毡中含有大量的氧化物杂质而限制了其在高科技领域中的应用。
发明内容
本发明为克服以上不足，提供一种高效夹层高温隔热材料及其制备方法，该高温隔热材料中部分碳毡采用陶瓷纤维毡替代，节约了空间，提高了材料的隔热效果，该方法简单，可操作性强。本发明为实现上述目的所采用的技术方案是一种高效夹层高温隔热材料，其特征是采用碳毡U型凹槽作为基体，U型凹槽开口向上，陶瓷纤维毡填满碳毡U型凹槽内，平板碳毡缝合于碳毡U型凹槽开口之上形成一个完整闭合的结构，即为高效夹层高温隔热材料。—种高效夹层高温隔热材料的制备方法，其特征是
首先制备U型凹槽采用接力叠层针刺工艺将碳毡制成具有U型凹槽的基体结构；
然后填充U型凹槽将陶瓷纤维毡裁剪成凹槽水平截面的尺寸大小，将裁剪后的陶瓷纤维毡水平层叠放入碳毡U型凹槽中直至填满碳毡U型凹槽；
最后缝合U型凹槽将平板碳毡平铺于碳毡U型槽开口之上，且将其四周缝合于碳毡U型凹槽四周，形成一个完整闭合的结构，即得到高效夹层高温隔热材料。所述平板碳租的厚度为5_20mm。所述平板碳毡采用碳绳缝合于U型凹槽开口之上。所述陶瓷纤维租的厚度为5-10mm。
所述接力叠层针刺工艺的具体参数为针刺频率20-30HZ，刺针密度1000-4000针/米，进出料速率20-50mm/s。本发明的显著效果是采用针刺工艺制备U型凹槽，在凹槽中填充陶瓷纤维毡，最后使用平板碳毡缝合于其上获得高效夹层高温隔热材料，这种材料采用陶瓷纤维毡部分替代碳毡体，由于陶瓷纤维毡具有更低的热导率，因此该夹层隔热材料的厚度比全部采用碳毡时要薄，有效减少了碳毡材料的厚度，节约了炉体空间，并且降低了材料整体的热导率，提闻了隔热效率。
图1为一种高效夹层高温隔热材料结构示意图
图2 —种高效夹层高温隔热材料的制备方法的简要流程 图中，1、平板碳毡，2、碳毡U型凹槽，3、陶瓷纤维毡
具体实施例方式下面结合具体实施例和附图详细说明本发明，但本发明并不局限于具体实施例。实施例1
如图1所示，采用碳毡U型凹槽2作为基体，U型凹槽开口向上，陶瓷纤维毡3填满碳毡U型凹槽2内，平板碳毡I缝合于碳毡U型凹槽开口之上形成一个完整闭合的结构，即为高效夹层高温隔热材料。实施例2
如图2所示，一种高效夹层高温隔热材料的制备方法的简要流程为
首先制备U型凹槽采用接力叠层针刺工艺，将碳毡制成具有U型凹槽的基体结构，具体参数为针刺频率20HZ，刺针密度1000针/米，进出料速率20mm/s ；
然后填充U型凹槽将厚度为5mm陶瓷纤维毡裁剪成凹槽水平截面的尺寸大小，将裁剪后的陶瓷纤维毡水平层叠放入碳毡U型凹槽中直至填满碳毡U型凹槽；
最后缝合U型凹槽将5mm平板碳毡平铺于碳毡U型槽开口之上，且将其四周采用碳绳缝合于碳毡U型凹槽四周，形成一个完整闭合的结构，即得到高效夹层高温隔热材料。实施例3
如图2所示，一种高效夹层高温隔热材料的制备方法的简要流程为
首先制备U型凹槽采用接力叠层针刺工艺，将碳毡制成具有U型凹槽的基体结构，具体参数为针刺频率25HZ，刺针密度2000针/米，进出料速率33mm/s ；
然后填充U型凹槽将厚度为7mm陶瓷纤维毡裁剪成凹槽水平截面的尺寸大小，将裁剪后的陶瓷纤维毡水平层叠放入碳毡U型凹槽中直至填满碳毡U型凹槽；
最后缝合U型凹槽将13mm平板碳毡平铺于碳毡U型槽开口之上，且将其四周采用碳绳缝合于碳毡U型凹槽四周，形成一个完整闭合的结构，即得到高效夹层高温隔热材料。实施例4
如图2所示，一种高效夹层高温隔热材料的制备方法的简要流程为
首先制备U型凹槽采用接力叠层针刺工艺，将碳毡制成具有U型凹槽的基体结构，具体参数为针刺频率30HZ，刺针密度4000针/米，进出料速率50mm/s ； 然后填充U型凹槽将厚度为IOmm陶瓷纤维毡裁剪成凹槽水平截面的尺寸大小，将裁剪后的陶瓷纤维毡水平层叠放入碳毡U型凹槽中直至填满碳毡U型凹槽；
最后缝合U型凹槽将20mm平板碳毡平铺于碳毡U型槽开口之上，且将其四周采用碳绳缝合于碳毡U型凹槽四周，形成一个完整闭合的结构，即得到高效夹层高温隔热材料。
权利要求
1.一种高效夹层高温隔热材料，其特征是采用碳毡U型凹槽作为基体，U型凹槽开口向上，陶瓷纤维毡填满碳毡U型凹槽内，平板碳毡缝合于碳毡U型凹槽开口之上形成一个完整闭合的结构，即为高效夹层高温隔热材料。
2.根据权利要求1所述的一种高效夹层高温隔热材料的制备方法，其特征是 首先制备U型凹槽采用接力叠层针刺工艺将碳毡制成具有U型凹槽的基体结构； 然后填充U型凹槽将陶瓷纤维毡裁剪成凹槽水平截面的尺寸大小，将裁剪后的陶瓷纤维毡水平层叠放入碳毡U型凹槽中直至填满碳毡U型凹槽； 最后缝合U型凹槽将平板碳毡平铺于碳毡U型槽开口之上，且将其四周缝合于碳毡U型凹槽四周，形成一个完整闭合的结构，即得到高效夹层高温隔热材料。
3.根据权利要求1或2任一所述的一种高效夹层高温隔热材料及其制备方法，其特征是所述平板碳租的厚度为5-20mm。
4.根据权利要求1或2任一所述的一种高效夹层高温隔热材料及其制备方法，其特征是所述平板碳毡采用碳绳缝合于U型凹槽开口之上。
5.根据权利要求1或2任一所述的一种高效夹层高温隔热材料及其制备方法，其特征是所述陶瓷纤维毡的厚度为5-10mm。
6.根据权利要求2所述的一种高效夹层高温隔热材料的制备方法，其特征是所述接力叠层针刺工艺的具体参数为针刺频率20-30HZ，刺针密度1000-4000针/米，进出料速率 20_50mm/s。
全文摘要
本发明属于隔热材料制备技术领域，特别涉及一种高温隔热材料，另外还涉及其制备方法。该方法首先采用接力叠层针刺工艺将碳毡制成具有U型凹槽的基体结构；然后将陶瓷纤维毡裁剪成凹槽水平截面的尺寸大小，将裁剪后的陶瓷纤维毡水平层叠放入碳毡U型凹槽中直至填满碳毡U型凹槽；将平板碳毡平铺于碳毡U型槽开口之上，且将其四周缝合于碳毡U型凹槽四周，形成一个完整闭合的结构，即得到高效夹层高温隔热材料。本发明方法制备的材料采用陶瓷纤维毡部分替代碳毡体，由于陶瓷纤维毡具有更低的热导率，因此该夹层隔热材料的厚度比全部采用碳毡时要薄，有效减少了碳毡材料的厚度，节约了炉体空间，并且降低了材料整体的热导率，提高了隔热效率。
文档编号F16L59/05GK103062578SQ201210575600
公开日2013年4月24日 申请日期2013年2月26日 优先权日2013年2月26日
发明者谭毅, 施伟, 王兵, 徐春朝 申请人:大连理工大学