技術領域

本發明涉及一種氧化鋁納米多孔隔熱材料的制備方法，屬于納米多孔隔熱材料領域。

技術背景

節能是我國可持續發展的一項長遠發展戰略，是我國的基本國策。隨著科學技術的日益發展，作為節能措施之一的隔熱節能技術的目的就是為了減少熱損失，節約燃料，改善勞動環境和保證安全生產，提高工效。采用新技術、新工藝開發環境友好型隔熱材料正是一種節約能源最有效、最經濟的措施，可廣泛應用于能源動力、機械制造、石油化工、材料冶金、低溫制冷、工業建筑以及交通運輸等部門。

尋求耐高溫的納米多孔隔熱材料是國際上研究的主要方向之一。由于納米多孔氧化鋁的高溫熱穩定性較好，在作為高溫隔熱材料及優良高溫催化劑和催化劑載體得到了廣泛的關注，成為日前研究領域的熱點之一。以有機醇鹽為原料可以制得純度高、比表面積大、粒度分布均勻的氧化鋁氣凝膠。但是該方法過程復雜，如水解反應迅速且難控制，容易形成沉淀；影響反應因素眾多，如溶劑的種類、用量、反應溫度、添加劑等；同時存在有機原料對水敏感、原料價格昂貴且易燃有毒等諸多問題。也可以用無機鋁鹽為前軀體制備氧化鋁納米多孔材料，如專利CN102145994A（CN102145994A??2011.08.10?），該專利以無機鋁鹽為前驅體，無水乙醇和水的混合溶液為溶劑，環氧化物為凝膠網絡誘導劑，通過溶膠-凝膠方法制備得到溶膠，再經超臨界干燥制備出透明塊狀氧化鋁氣凝膠，雖然制得的塊狀氧化鋁氣凝膠具有比表面積大的特點，但強度低，高溫使用性能差。因此，研究開發一種方法可行、制備工藝簡單、產品機械強度高以及隔熱性能好的氧化鋁納米孔隔熱材料的制備方法對于產品的工業化生產具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氧化鋁納米多孔隔熱材料的制備方法，制備方法簡單可行，制備出的納米多孔材料強度大、孔結構均勻、隔熱性能好以及可以1100℃下使用。

本發明采用的技術方案為：

一種氧化鋁納米多孔隔熱材料的制備方法，所述制備方法的具體工藝步驟為：

a、將納米氧化鋁粉體利用機械分散和化學分散結合的方法均勻分散在有機溶劑中，配制成均勻的懸浮液，有機溶劑和納米粉體的質量比為1:?0.5~2；懸浮液配制的具體工藝為：將納米氧化鋁粉體和有機溶劑混合，利用高速攪拌機將納米氧化鋁粉體預分散在有機溶劑中；將遮光劑和化學分散劑加入到上述預分散液中，高速攪拌得到穩定的均勻的懸浮液；懸浮液中納米氧化鋁粉體的含量為溶劑和納米氧化鋁粉體總質量的33~67質量%，遮光劑的含量為納米氧化鋁的0.5~25質量%，分散劑的含量為納米氧化鋁粉體的0.5~3質量%；

b、向有機懸浮液中逐滴加入凝膠劑和催化劑，在加入的同時進行攪拌；凝膠劑的加入量為納米氧化鋁粉體的5~30質量%，催化劑為凝膠劑質量的0.3~1.5質量%；凝膠劑發生縮聚反應，體系凝膠，所得濕凝膠經靜置老化不少于50小時，5~10次乙醇溶劑置換；

c、將經過處理的濕凝膠進行干燥；在干燥箱中保持溫度40~70℃，干燥不少于50小時，得到氧化鋁納米多孔隔熱材料；或者將處理過的濕凝膠經CO₂超臨界干燥，得到氧化鋁納米多孔隔熱材料。

一種氧化鋁納米多孔隔熱材料的制備方法，所述的納米氧化鋁粉體的粒徑為10~100nm；所述的有機溶劑為常用的有機溶劑中的一種，如乙醇、甲醇、乙二醇、四氯化碳、丙酮、環己烷、乙酸乙酯；所述的遮光劑為常用的無機遮光劑中的一種，如氧化鋅、氧化鐵、二氧化鈦、六鈦酸鉀；所述的化學分散劑為常見的離子型和非離子型表面活性劑，如：烷基硫酸鹽類，如十二烷基苯硫酸鈉、十六烷基硫酸鈉；烷基苯磺酸鹽類，如十二烷基磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉；烷基銨鹽類，如十八烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨；烷基酰胺類，如聚氧乙烯烷基酰胺、二乙醇酰胺；聚乙二醇類，如PEG400、PEG600、PEG800；選擇其中一種即可。