[發明專利]一種隔熱材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200910193479.4
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN101696101A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 劉平;何凡;衛榮輝
• 申請（專利權）人: 英德市埃力生亞太電子有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B14/38
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 萬志香;曾旻輝

技術領域

本發明涉及一種隔熱材料及其制備方法。

背景技術

目前在隔熱領域，出現了一種超級隔熱材料，即使用二氧化硅氣凝膠為主要隔熱成份的 纖維增強氣凝膠復合材料：1，氣凝膠顆粒及纖維的復合物，參見中國專利96196880.X號《含 有纖維的氣凝膠復合材料》。2，氣凝膠粉末及纖維的復合物，參見中國專利200510124588.2 號《水鎂石纖維增強SIO2氣凝膠隔熱材料的制備方法》。3，連續氣凝膠及纖維的復合物，參 見中國專利200510031952.0號《一種氣凝膠絕熱復合材料及其制備方法》。

上述這些專利技術所涉及的隔熱材料，均使用二氧化硅氣凝膠作為隔熱的主要材料。二 氧化硅氣凝膠因為其較低的密度和納米孔結構，對傳熱途徑中的對流具有很強的抑制作用。 然而，在高溫下，對于傳熱的另一個主要途徑輻射，氣凝膠并不能起到很好的阻隔作用。實 際上，對于近紅外和可見光波段的輻射，氣凝膠是近似于透明的。為了解決這一問題，不同 的專利采用了不同的手段，其共同點是添加粉末狀的輻射阻隔材料，例如二氧化鈦顆粒，或 者炭黑顆粒。然而，粉末狀輻射阻隔材料總是存在顆粒太大、分布不均勻的缺點。無論是機 械攪拌，還是利用分散劑將其懸浮在溶膠中再凝膠，粉末不可避免的會出現團聚現象，從而 影響了隔熱材料對于輻射的阻隔效果。

在一段時間的研究后，發明人注意到可以利用原位生成的原理，先將鈦的化合物，例如 硫酸氧鈦加入溶膠體系中，硫酸氧鈦因其可以溶于PH值較小的水，從而均勻的溶解于溶膠 中。待其凝膠后，再利用升溫的方法分解硫酸氧鈦，就可以在凝膠中均勻的生成偏鈦酸沉淀。 白色的偏鈦酸沉淀附著在凝膠骨架上，可以起到很好的阻隔輻射的效果，并且其分散的高度 均勻而沒有粉末的團聚現象。

發明內容

本發明的目的在于提供一種使用原位生成的偏鈦酸作為遮光劑的隔熱材料。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種氣凝膠摻雜偏鈦酸復合纖維隔熱材料，其構成主要包括二氧化硅氣凝膠，輻射阻 隔劑偏鈦酸，增強用的纖維，三者的重量份比為1∶0.1-0.2∶1-3。

優選地，所述增強用的纖維是玻璃纖維、硅酸鋁纖維、巖棉纖維、pet纖維、碳纖維中的 一種或多種；更優選地，所述增強用的纖維為玻璃纖維。

本發明的另一目的是提供一種制備上述隔熱材料的方法。

一種制備如上所述的隔熱材料的方法，主要包括如下步驟：(1)溶膠配制：以含硅化 合物為原料，加入水作為溶劑，使硅的含量被水稀釋到占溶液總質量的5％到20％之間，向 前述溶液緩慢加入酸性催化劑，之后加入硫酸氧鈦，加入的量為含硅化合物的質量的 0.133～0.266倍，從而獲得溶膠；(2)用增強用的纖維制作增強體：將幅寬0.3米到1.5米， 長度5米到30米的無機或有機纖維氈卷制成氈卷，作為增強體；(3)浸滲：將(1)所得溶 膠通過真空浸滲工藝浸入增強體中；(4)老化：在0℃-50℃中靜置1分鐘-3天，等待溶膠 固化成凝膠并老化；(5)水熱：將凝膠加熱至80℃——120℃，維持0.5到3小時，直到凝 膠中的鈦化合物分解生成偏鈦酸；(6)水洗：將凝膠用水沖洗直至無機鹽含量低于5％；(7) 置換：使用與水互溶的碳原子數小于16的醇類、酮類或醚類有機溶劑置換凝膠中的水；(8) 干燥：進行超臨界流體干燥，得到所述隔熱材料。

優選地，所述含硅化合物為水玻璃；所述酸性催化劑為硝酸或鹽酸或硫酸或磷酸。所述 與水互溶的碳原子數小于16的醇類、酮類或醚類有機溶劑優選為乙醇。

所述步驟(1)溶膠配制為：將固體質量分數大于20％的水硅溶膠倒入酸性催化劑中，直 至PH值為6～7。

或者，所述步驟(1)溶膠配制為：將酸性催化劑滴入水玻璃至水玻璃中的pH計顯示的 pH值等于或略小于2.3得到可控制凝膠速度的溶膠。

所述浸滲工藝，采用抽真空浸滲的辦法，即先將纖維增強體放入真空容器內，然后抽真 空，放入溶膠至液面剛沒過增強體最高點，保持真空一段時間，泄去真空即可。

所述超臨界流體干燥可為乙醇或二氧化碳超臨界干燥，但優選為二氧化碳超臨界干燥， 二氧化碳超臨界干燥具有成本低，產率高，成品有機物含量少，制作過程安全等優點。