一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品

《一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品》涉及一種功能性材料，尤其涉及一種復(fù)合隔熱材料，具體涉及一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品。

1.《一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品》特征在于：它是由纖維反射型復(fù)合隔熱材料和保護(hù)層制成的；所述纖維反射型復(fù)合隔熱材料是由隔熱層和反射層交替疊放鋪層而成的；其中，隔熱層具體采用陶瓷纖維紙、芳綸纖維布；反射層，具體采用鋁箔、鎳箔、鉭箔；其各層材料厚度均控制在0.01毫米~0.2毫米；所述保護(hù)層包括包覆層和絲網(wǎng)；其中，包覆層具體采用高硅氧纖維布、聚四氟乙烯高溫布；絲網(wǎng)具體采用不繡鋼絲網(wǎng)；所述纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，是經(jīng)如下制備方法制得的：

（1）先對(duì)隔熱層、反射層和包覆層進(jìn)行下料，再在預(yù)處理爐中完成對(duì)隔熱層和包覆層的預(yù)處理；

（2）按照反射層和隔熱層交替疊放鋪層的方式，對(duì)反射層和預(yù)處理后的隔熱層進(jìn)行復(fù)合；

（3）將經(jīng)所述復(fù)合后得到的纖維反射型復(fù)合隔熱材料，根據(jù)具體使用情況及要求的尺寸或樣板進(jìn)行整形、裁剪，之后再使用預(yù)處理后得到的包覆層進(jìn)行包覆；

（4）再采用所述不繡鋼絲網(wǎng)將經(jīng)包覆后的纖維反射型復(fù)合隔熱材料整個(gè)包裹，即制得本纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品；

所述預(yù)處理，具體是這樣進(jìn)行的：將芳綸纖維布，于溫度為200℃~300℃下，保溫10分鐘~20分鐘；將陶瓷纖維紙，于溫度為550℃~750℃下，保溫18分鐘~25分鐘；將高硅氧纖維布，于溫度為900℃~1100℃下，保溫20分鐘~30分鐘；將聚四氟乙烯高溫布，于溫度為250℃~350℃下，保溫10分鐘~20分鐘。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，其特征在于：所述保護(hù)層還包括外殼；外殼采用不繡鋼經(jīng)模具成形或鈑金成形方式制得。

隨著坦克、裝甲車輛等武器裝備發(fā)動(dòng)機(jī)功率的不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度已高達(dá)800℃～1000℃，其排氣管的內(nèi)壁溫度在700℃～900℃范圍，然而強(qiáng)烈的熱輻射使得動(dòng)力艙溫度高達(dá)100℃以上，嚴(yán)重影響了傳動(dòng)系統(tǒng)工作的可靠性（潤(rùn)滑油工作上限溫度為105℃），甚至造成駕駛艙溫度在50℃以上，嚴(yán)重影響了駕駛員安全操作。此外，強(qiáng)烈的熱輻射使戰(zhàn)車發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的車體紅外輻射特征明顯，嚴(yán)重妨礙了戰(zhàn)車的戰(zhàn)術(shù)使用。

2011年11月前技術(shù)中，常采用各種纖維棉或石棉包裹的方法，以解決上述車輛發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管存在的高溫隔熱問題，然而實(shí)際應(yīng)用中存在下述等技術(shù)問題：①隔熱效果不理想：包裹纖維棉或石棉后排氣管表面實(shí)際溫度在210℃～290℃，嚴(yán)重影響了動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)工作的可靠性和駕乘人員的正常工作，使裝甲車輛兩側(cè)有明顯紅外輻射特征；②纖維棉在700℃下僅使用2000千米就開始粉化、脫落，降低了隔熱性能；纖維棉對(duì)皮膚有刺激作用，吸入影響健康，且普通纖維棉浸油、易燃、發(fā)煙，因而影響了發(fā)動(dòng)機(jī)和駕乘人員的安全工作；③廢棄的石棉制品嚴(yán)重影響環(huán)境；④包裹法操作工藝性差，時(shí)間長(zhǎng)，維修難。

經(jīng)研究得知：纖維隔熱材料隔熱效果與纖維直徑和純度有關(guān)，其導(dǎo)熱系數(shù)隨纖維直徑減小及純度提高而降低，但由于受到2011年11月前生產(chǎn)工藝的限制，通過減小纖維直徑和提高純度來降低纖維隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)尚有一定困難。另外考慮到高溫時(shí)熱輻射是傳熱的主要因素，纖維隔熱材料內(nèi)存在的熱輻射，也嚴(yán)重影響了其對(duì)坦克、裝甲車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的高效隔熱作用。

一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品專利目的

《一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品》的目的在于提供一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，該制品具有優(yōu)異的隔熱效果。

一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品技術(shù)方案

《一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品》特征在于：它是由纖維反射型復(fù)合隔熱材料和保護(hù)層制成的。

上述纖維反射型復(fù)合隔熱材料是由隔熱層和反射層交替疊放鋪層而成的，其中，隔熱層采用可有效抑制傳導(dǎo)熱的低導(dǎo)熱纖維隔熱材料，具體采用陶瓷纖維紙、芳綸纖維布等；反射層采用可有效抑制輻射熱的高反射率箔，具體采用鋁箔、鎳箔、鉭箔等；各層材料厚度均控制在0.01毫米～0.2毫米。

上述保護(hù)層包括包覆層和絲網(wǎng)，有時(shí)根據(jù)需要也還包括外殼。其中，包覆層采用耐高溫耐磨纖維布，具體采用如玻璃纖維布、高硅氧纖維布、聚四氟乙烯高溫布等，這些纖維布耐高溫耐磨，能對(duì)纖維反射型復(fù)合隔熱材料進(jìn)行保護(hù)；絲網(wǎng)和外殼采用耐高溫金屬，具體采用如不繡鋼等材料制得，對(duì)整個(gè)柔性制品進(jìn)行保護(hù)并增加隔熱制品的美觀性。

上述纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，是經(jīng)如下所述的制備方法制得的：

（1）先對(duì)隔熱層、反射層和包覆層進(jìn)行下料，再在預(yù)處理爐中完成對(duì)隔熱層和包覆層的預(yù)處理，以去除其中的低熔點(diǎn)物質(zhì)和有害物質(zhì)；

（2）按照反射層和隔熱層交替疊放鋪層的方式，對(duì)反射層和預(yù)處理后的隔熱層進(jìn)行復(fù)合，實(shí)際應(yīng)用中，進(jìn)行復(fù)合的鋪層順序及厚度的要求，可由各需隔熱部件對(duì)隔熱效果的要求靈活選定；

（3）將經(jīng)上述復(fù)合后得到的纖維反射型復(fù)合隔熱材料，根據(jù)具體使用情況及要求的尺寸或樣板進(jìn)行整形、裁剪，例如，若所包覆的隔熱部件為異型件，則將材料放置在相應(yīng)模型上進(jìn)行整形、裁剪，之后再使用預(yù)處理后得到的包覆層進(jìn)行包覆；

（4）再采用上述絲網(wǎng)將經(jīng)包覆后的纖維反射型復(fù)合隔熱材料整個(gè)包裹，以對(duì)材料進(jìn)一步保護(hù)，即制得纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品。

有時(shí)根據(jù)實(shí)際需要，可以將至少兩個(gè)上述制得的帶有絲網(wǎng)保護(hù)層的經(jīng)包覆后的纖維反射型復(fù)合隔熱材料連接成整體，以滿足多種隔熱需求，或者還可對(duì)上述制品加裝外殼，該外殼采用模具成形或鈑金成形方式制得。

上述預(yù)處理，具體是這進(jìn)行的：將芳綸纖維布，于溫度為200℃～300℃下，保溫10分鐘～20分鐘；將陶瓷纖維紙，于溫度為550℃～750℃下，保溫18分鐘～25分鐘；將玻璃纖維布，于溫度為650℃～750℃下，保溫15分鐘～25分鐘；將高硅氧纖維布，于溫度為900℃～1100℃下，保溫20分鐘～30分鐘；將聚四氟乙烯高溫布，于溫度為250℃～350℃下，保溫10分鐘～20分鐘。

一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品有益效果

該纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品中，隔熱層作為熱阻隔層具有低熱導(dǎo)率，能有效地抑制傳導(dǎo)熱，反射層作為熱輻射反射層具有高反射率，能有效地抑制輻射熱，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)抑制熱傳導(dǎo)和熱輻射的功能，并且通過控制合理的鋪層順序和厚度，在復(fù)合隔熱材料層內(nèi)部形成微氣隙層，進(jìn)一步抑制了對(duì)流傳熱，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流三種熱傳遞方式的有效抑制，具有高效隔熱作用，其隔熱性能大大優(yōu)于2011年11月前常用的單一纖維隔熱材料?！兑环N纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品》中的纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，適用于90℃～1600℃高溫部件隔熱，其隔熱效果優(yōu)異，例如：10毫米的隔熱層能將熱面800℃隔熱到冷面190℃以下，800℃高溫下其導(dǎo)熱系數(shù)小于0.025瓦·米^-1·度^-1。此外，該制品具有超薄、柔性、整體式結(jié)構(gòu)，拆裝、維修方便，且耐腐蝕，可在海洋氣候環(huán)境下長(zhǎng)期使用，還能抗振動(dòng)、防油浸、不粉化、脫落，可重復(fù)使用。截至2011年11月，該發(fā)明制品已在40余個(gè)型號(hào)坦克裝甲車輛等武器裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)、車輛排氣管和動(dòng)力艙的隔熱上得到了應(yīng)用，較好地滿足了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、排煙管及其他部件的隔熱要求，產(chǎn)生了顯著的軍事和經(jīng)濟(jì)效益，也為坦克、裝甲車輛等武器裝備人機(jī)環(huán)境的改善和表面紅外輻射特征信號(hào)的降低作出了貢獻(xiàn)。

實(shí)施例1

《一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品》具體是作為坦克、裝甲車輛發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪箱隔熱件使用的，它是采用以包括芳綸纖維布作隔熱層、鋁箔作反射層和聚四氟乙烯高溫布作包覆層為原料制成的，各層材料厚度均控制在0.02毫米～0.18毫米；

具體來說，它是經(jīng)下述制備方法制得的：

（1）先對(duì)芳綸纖維布、鋁箔和聚四氟乙烯高溫布進(jìn)行下料，再在加熱爐中對(duì)芳綸纖維布和聚四氟乙烯高溫布進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理是將芳綸纖維布于260℃下，保溫18分鐘，將聚四氟乙烯高溫布于320℃下，保溫12分鐘；

（2）按照鋁箔-芳綸纖維布-鋁箔-芳綸纖維布-鋁箔-芳綸纖維布的順序進(jìn)行交替疊放鋪層的方式，對(duì)鋁箔和預(yù)處理后的芳綸纖維布進(jìn)行復(fù)合，制備一系列厚度范圍的纖維反射型復(fù)合隔熱材料；

（3）將所得纖維反射型復(fù)合隔熱材料，放置在渦輪箱木模上進(jìn)行整形、裁剪，之后再使用預(yù)處理后得到的聚四氟乙烯高溫布包覆；

（4）按照渦輪箱隔熱所需下料尺寸，選用不繡鋼絲網(wǎng)進(jìn)行下料，制取作為絲網(wǎng)保護(hù)層的上層絲網(wǎng)和下層絲網(wǎng)，并將得到的上、下層絲網(wǎng)邊緣進(jìn)行折邊，之后再將折邊后的上、下層絲網(wǎng)用固定式點(diǎn)焊機(jī)連接，并保留一端填裝經(jīng)包覆后的纖維反射型復(fù)合隔熱材料，之后再用固定式點(diǎn)焊機(jī)連接保留的作為填裝進(jìn)口的一端，即得到本纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，也即得到坦克、裝甲車輛發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪箱用隔熱件，之后將其固定于發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪箱上即可，其使用性能檢測(cè)數(shù)據(jù)將下表所述。

采用實(shí)施例1所述的方法，按照一定的厚度范圍分別制得一系列的所述坦克、裝甲車輛發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪箱用隔熱件，并對(duì)所得的隔熱件樣品進(jìn)行隔熱性能檢測(cè)，得到下表所示的性能檢測(cè)數(shù)據(jù)：

表1、發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪箱隔熱件樣品的隔熱性能檢測(cè)數(shù)據(jù)

注：上將隔熱性能檢測(cè)過程，是將隔熱件樣品固定在加熱設(shè)備上，熱面溫度由一根控溫?zé)犭娕紲y(cè)得，冷面一側(cè)靠近中間及邊緣處共采集三個(gè)點(diǎn)，然后分別設(shè)定不同的熱面加熱溫度，用熱電偶連續(xù)采集樣件熱、冷面溫度，待熱面及冷面的溫度達(dá)到平衡時(shí)，讀取此時(shí)三采集點(diǎn)的溫度，后將其三點(diǎn)溫度的平均值作為隔熱后冷面的溫度。上邊中“-”表示根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，已無需再進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)。

實(shí)施例2

《一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品》具體是作為坦克、裝甲車輛發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管隔熱件使用的，它是采用以包括陶瓷纖維紙作隔熱層、鎳箔作反射層和玻璃纖維布作包覆層為原料制成的，各層材料厚度均控制在0.01毫米～0.16毫米；

具體來說，它是經(jīng)下述制備方法制得的：

（1）先對(duì)陶瓷纖維紙、鎳箔和玻璃纖維布進(jìn)行下料，再在加熱爐中對(duì)陶瓷纖維紙和玻璃纖維布進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理是將陶瓷纖維紙于640℃下，保溫18分鐘，將玻璃纖維布于690℃下，保溫23分鐘；

（2）按照鎳箔-陶瓷纖維紙-鎳箔-陶瓷纖維紙-鎳箔-陶瓷纖維紙的順序進(jìn)行交替疊放鋪層的方式，對(duì)鎳箔和預(yù)處理后的陶瓷纖維紙進(jìn)行復(fù)合，制備一系列厚度范圍的纖維反射型復(fù)合隔熱材料；

（3）將纖維反射型復(fù)合隔熱材料，放置在排氣管木模上進(jìn)行整形、裁剪，之后再使用預(yù)處理后得到的玻璃纖維布包覆；

（4）按照排氣管隔熱所需下料尺寸，選用不繡鋼絲網(wǎng)進(jìn)行下料，制取作為絲網(wǎng)保護(hù)層的上層絲網(wǎng)和下層絲網(wǎng)，并將得到的上、下層絲網(wǎng)邊緣進(jìn)行折邊，之后再將折邊后的上、下層絲網(wǎng)用固定式點(diǎn)焊機(jī)連接，并保留一端填裝經(jīng)包覆后的纖維反射型復(fù)合隔熱材料，再用固定式點(diǎn)焊機(jī)連接保留的作為填裝進(jìn)口的一端，之后再加裝不銹鋼外殼，即得到本纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，再將其固定于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上即可，其中，不銹鋼外殼是按以下步驟制得：按照發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管所需的尺寸，對(duì)不銹鋼板進(jìn)行下料，采用常規(guī)鈑金成形方式將不銹鋼板成形，并按規(guī)定尺寸修剪、清除飛邊和毛刺，進(jìn)而制得外殼。本實(shí)施例中的纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，其使用性能檢測(cè)數(shù)據(jù)將下表所述。

采用實(shí)施例2所述的方法，按照一定的厚度范圍分別制得一系列的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管隔熱件樣品，并對(duì)所得的隔熱件樣品進(jìn)行隔熱性能檢測(cè)，得到下表所示的性能檢測(cè)數(shù)據(jù)：

實(shí)施例3

《一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品》具體是作為坦克、裝甲車輛發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管隔熱件使用的，它是采用以包括陶瓷纖維紙作隔熱層、鉭箔作反射層和高硅氧纖維布作包覆層為原料制成的，各層材料厚度均控制在0.02毫米～0.2毫米；

具體來說，它是經(jīng)下述制備方法制得的：

（1）先對(duì)陶瓷纖維紙、鉭箔和高硅氧纖維布進(jìn)行下料，再在加熱爐中對(duì)陶瓷纖維紙和高硅氧纖維布進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理是將陶瓷纖維紙于720℃下，保溫24分鐘，將高硅氧纖維布于1050℃下，保溫25分鐘；

（2）按照鉭箔-陶瓷纖維紙-鉭箔-陶瓷纖維紙-鉭箔-陶瓷纖維紙的順序進(jìn)行交替疊放鋪層的方式，對(duì)鉭箔和預(yù)處理后的陶瓷纖維紙進(jìn)行復(fù)合，制備一系列厚度范圍的纖維反射型復(fù)合隔熱材料；

（3）將所得纖維反射型復(fù)合隔熱材料，放置在排氣管木模上進(jìn)行整形、裁剪，之后再使用預(yù)處理后得到的高硅氧纖維布包覆；

（4）按照排氣管隔熱所需下料尺寸，選用不繡鋼絲網(wǎng)進(jìn)行下料，制取作為絲網(wǎng)保護(hù)層的上層絲網(wǎng)和下層絲網(wǎng)，并將得到的上、下層絲網(wǎng)邊緣進(jìn)行折邊，之后再將折邊后的上、下層絲網(wǎng)用固定式點(diǎn)焊機(jī)連接，并保留一端填裝經(jīng)包覆后的纖維反射型復(fù)合隔熱材料，再用固定式點(diǎn)焊機(jī)連接保留的作為填裝進(jìn)口的一端，之后再用固定式電焊機(jī)將4個(gè)帶有絲網(wǎng)保護(hù)層的經(jīng)包覆后的纖維反射型復(fù)合隔熱材料連接成整體，即得到本纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品，之后將其固定于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上即可。

采用實(shí)施例3所述的方法，按照一定的厚度范圍分別制得一系列的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管隔熱件樣品，并對(duì)所得的隔熱件樣品進(jìn)行隔熱性能檢測(cè)，得到下表所示的性能檢測(cè)數(shù)據(jù)：

2016年12月7日，《一種纖維反射型柔性復(fù)合材料隔熱制品》獲得第十八屆中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。 2100433B

舊混凝土路面補(bǔ)強(qiáng)時(shí)常在原有路面上加鋪一層瀝青罩面，當(dāng)混凝土位移產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過瀝青罩面層的抗拉強(qiáng)度時(shí)，罩面層就會(huì)開裂，這種裂縫即稱為反射型裂縫。在舊有的水泥混凝土路面的接縫、裂縫處，其上部的新的瀝青混凝土加鋪層在使用的短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的對(duì)應(yīng)裂縫。

在進(jìn)行柔性路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)過程中，在半剛性基層上鋪筑面層時(shí)，對(duì)等級(jí)較高的道路應(yīng)適當(dāng)加厚面層或鋪設(shè)土工織物或采取其他措施以減輕反射型裂縫。橋梁上也存在裂縫，如群樁基礎(chǔ)，部分樁基出問題，導(dǎo)致承臺(tái)開裂，墩柱開裂。主要原因:一方面在基層成型過程中，因基層材料失水收縮而形成規(guī)則的橫向裂縫;一方面基層材料因溫度驟降而發(fā)生低溫收縮開裂。2100433B

《一種納米纖維混紡復(fù)合紗線的制備方法》屬于混紡復(fù)合紗線的制備領(lǐng)域，特別涉及一種納米纖維混紡復(fù)合紗線的制備方法。