[發明專利]一種復合SiO2氣凝膠隔熱氈墊及其制備方法

有效

• 申請號: 201410091609.4
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN103922643B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 岳曉華
• 申請（專利權）人: 四川科寧泰科技有限公司
• 主分類號: C04B26/16
• 分類號: C04B26/16;C04B26/10;C04B26/12;C04B14/06;C04B14/38;C04B16/06
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技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種基于SiO₂氣凝膠材料的隔熱氈墊及其制備方法。

背景技術

氣凝膠是由納米級膠體粒子或聚物分子構成的多孔性非晶固體材料，是目前宏觀密度最低的人工合成材料，具有獨特的三維開孔的多孔結構（1~100nm）和極高的孔隙率（80~99.8%）與表面積（200~2000m²/g），是一種具有宏觀三維整體結構的納米材料。這些獨特的性質，賦予氣凝膠類材料極強的吸附性能、催化能力、極低的熱導率和極低的折射率等特性，從而使得氣凝膠在諸多的工業領域尤其是高性能熱防護領域具有特殊的用途。

氣凝膠通常是采用溶膠-凝膠工藝和超臨界或常壓干燥技術制備的，所得的產品為塊體、粉體或顆粒狀。但由于氣凝膠是一種多孔性的材料，具有易脆的特性，因而限制了其規模化應用。為拓展氣凝膠的應用范圍，專利US20100107381采用柔性纖維作為增強體、并在模具中進行鋪設，然后將膠體溶液澆入模具中形成氣凝膠/纖維復合材料，可有效增加氣凝膠的強度，降低使用中的脆裂特性，實現了氣凝膠的實用化。文獻Journal?of?Non-Crystalline?solids?354（2008）4115~4119中也報道了采用Al（OH）₃溶膠作為表面處理，采用模具成型和常壓干燥的方式獲得了絕熱氣凝膠氈墊，研究結果表明，該方法獲得的氈墊具有一定的柔韌性和強度。但這些方法獲得的氣凝膠氈墊的周期較長，需要使用到復雜的溶劑處理，且其產量較低，最終產品易掉粉，在實際的使用中，容易成為潛在的粉塵污染源，不利于氣凝膠材料的大規模使用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于SiO₂氣凝膠材料的隔熱氈墊，解決傳統氣凝膠氈墊柔韌性低、易掉粉、生產周期長的問題。

本發明的另一目的是提供上述復合SiO₂氣凝膠隔熱氈墊的制備方法，該方法在保持SiO₂氣凝膠性質不變的前提下，通過熱壓成型過程實現氣凝膠氈墊或板材的成型，縮短制備時間，大大提高了生產效率。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

提供一種復合SiO₂氣凝膠隔熱氈墊，由以下重量份的組分組成：

?SiO₂氣凝膠體材料???????60~80份

纖維材料???????????????10~25份

水或粘合樹脂材料???????10~15份

催化劑?????????????????1×10^-4~4份

結構控制劑?????????????1×10^-2~2份

所述纖維材料為玻璃纖維、陶瓷纖維、聚合物纖維、碳纖維、植物纖維、尼龍66纖維或木質素纖維中的一種或多種；

所述粘合樹脂材料為脲醛、聚氨酯、環氧丙烯酸酯、聚酰亞胺、三聚氰胺-甲醛或PS中的一種或多種，呈膠液或乳液形態；

所述催化劑為有機胺或無機銨鹽；

所述結構控制劑為有機錫、聚乙二醇、聚醚多元醇、雜多酸、冠醚或季銨鹽。

所述復合SiO₂氣凝膠隔熱氈墊，由以下重量份的組分組成：

SiO₂氣凝膠體材料???????70~80份

纖維材料???????????????10~20份

水或粘合樹脂材料???????10~15份

催化劑????????????????0.01~4份

結構控制劑?????????????0.1~2份。

所述催化劑為三聚氰胺、乙二胺、三乙醇胺、高氯酸銨或硝酸銨中的一種或多種。

所述纖維材料為陶瓷纖維、碳纖維或尼龍66纖維。

所述粘合樹脂材料為脲醛、聚氨酯或聚酰亞胺。

所述SiO₂氣凝膠體材料為粉狀或顆粒狀的材料。

上述復合SiO₂氣凝膠隔熱氈墊的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照比例將SiO₂氣凝膠體材料、纖維材料、水或粘合樹脂材料、催化劑和結構控制劑混合均勻；

（2）將步驟（1）制得的混合材料傾入底層覆有無紡布或纖維布的模具中，并將混合材料抹平，再在混合材料上覆無紡布或纖維布；