[發(fā)明專利]一種二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料及成型方法

有效

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• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN103301787A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳國;楊建洲;李仲謹(jǐn);張君
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西盟創(chuàng)納米新型材料股份有限公司
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料及成型方法，屬于氣凝膠領(lǐng)域。

背景技術(shù)

二氧化硅氣凝膠是一種新型的結(jié)構(gòu)可控的孔狀材料，有多種獨(dú)特的性質(zhì)，例如低的折射率，低的彈性模量，低熱導(dǎo)率，強(qiáng)吸附性，典型的分形結(jié)構(gòu)等，可被制成聲阻抗耦合材料，過濾材料，高溫隔熱材料等多種高性能材料，在眾多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。

在實(shí)際應(yīng)用中，二氧化硅氣凝膠通常以粉末狀態(tài)作為一種填充材料，填充到隔熱，降噪，減震吸能，吸附，催化劑等載體中。但是這種氣凝膠粉末狀會降低氣凝膠自身的性能，并不能很好地發(fā)揮氣凝膠低熱導(dǎo)，強(qiáng)吸附的作用。因此，出現(xiàn)一些關(guān)于氣凝膠成型材料的研究。有關(guān)文獻(xiàn)公開一種玻纖增強(qiáng)氣凝膠板、氈，這種氣凝膠板、氈由于具有特定形狀而具有一定強(qiáng)度，但是由于采用玻纖作為增強(qiáng)材料，在制品成型上受到限制，制品相對單一且有掉粉現(xiàn)象，因此尋找一種新的增強(qiáng)材料制備多種成型制品具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料。

本發(fā)明另一目的是提供一種二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料的成型方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。

一種二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料，由組分A和組分B以體積比1-3:1組成；優(yōu)選3:1。

其中，所述組分A為密度100kg/m³過80目篩的膨脹珍珠巖粉末；

所述組分B包括如下體積比的組分：99%工業(yè)酒精100份，正硅酸乙酯30-50份，水1-3份，氨水1-3份；優(yōu)選99%工業(yè)酒精100份，正硅酸乙酯50份，水2.5份，氨水2.5份；

上述二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料的成型方法，是將組分A膨脹珍珠巖粉末與組分B混合攪拌形成膏狀物，置于成型模具中密閉，經(jīng)凝膠老化，脫模，得到凝膠成型體，再超臨界干燥，得到具有特定形狀的二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料。

為了獲得更好的效果，所述組分A膨脹珍珠巖粉末可過80目篩后，置于400℃排膠爐內(nèi)烘烤一個小時，冷卻后再用；

所述組分B包括如下體積比的組分：99%工業(yè)酒精100份，正硅酸乙酯30-50份，水1-3份，氨水1-3份；優(yōu)選99%工業(yè)酒精100份，正硅酸乙酯50份，水2.5份，氨水2.5份；

所述組分A與組分B體積比為1-3:1，所述攪拌速度50-200轉(zhuǎn)/分；

所述成型模具為自制模具，通常選用不銹鋼或玻璃方盒，尺寸為長100-600mm，寬100-600mm，高10-50mm;或者按需求制備各種異型模具均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。

所述老化時間2-10小時；所述超臨界干燥條件：溫度243℃，壓力7.5Mpa,干燥時間4-20小時。

本發(fā)明在現(xiàn)有二氧化硅氣凝膠成分中添加了膨脹珍珠巖，并采用成型方法-預(yù)壓成型凝膠法，得到一種具有一定硬度，且能制成所需形狀的氣凝膠復(fù)合材料。該復(fù)合材料抗壓強(qiáng)度高，耐高溫性能好，導(dǎo)熱系數(shù)低，與現(xiàn)有氣凝膠板產(chǎn)品相比抗壓強(qiáng)度提高了100～200%，導(dǎo)熱系數(shù)降低降低了10～50%，為氣凝膠廣泛運(yùn)用打開了更多通道，可以廣泛地運(yùn)用于保溫隔熱，減震吸能等領(lǐng)域，改性后的氣凝膠，不僅原有性能更為突出，且復(fù)合后得到一些新的性能，抗壓強(qiáng)度高，阻燃性好，具有防爆和減震吸能效果。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

1）將密度為100kg/m³膨脹珍珠巖過80目篩的粉末置于400℃排膠爐內(nèi)烘烤一個小時，待顆粒冷卻至常溫作為組分A備用；

2）按體積比，將99%工業(yè)酒精100ml，正硅酸乙酯30ml，水1.5ml，氨水1.5ml攪拌混合作為組分B備用；

3）取100ml組分A與100ml組分B混合,攪拌速度50轉(zhuǎn)/分，形成具塑性的膏狀物，將膏狀物料置于長100mm×寬100mm×高10mm不銹鋼方盒中定型并密閉使其凝膠老化，老化時間約2小時。脫模，將凝膠成型體置于高壓釜中，調(diào)整溫度243℃，壓力7.5Mpa干燥4小時。待設(shè)備降到常溫常壓，開釜取出制品。

測其相關(guān)數(shù)據(jù)：密度150kg/m³，A1級阻燃，常溫導(dǎo)熱系數(shù)0.012w/m.k，板的抗壓強(qiáng)度0.7MPa，800℃條件下燒結(jié)2小時，體積收縮率10%，具有防爆和減震吸能效果。

實(shí)施例2

1）將密度為100kg/m³膨脹珍珠巖過80目篩的粉末置于400℃排膠爐內(nèi)烘烤一個小時，待顆粒冷卻至常溫作為組分A備用；