[發明專利]一種玻璃棉/硅鋁氣凝膠復合保溫板

在審

• 申請號: 201610065311.5
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105753434A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 楊卓舒;紀勇;孟憲嫻
• 申請（專利權）人: 卓達新材料科技集團有限公司
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02;C04B38/00;C01B33/32
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種保溫板，具體涉及一種玻璃棉/硅鋁氣凝膠復合保溫板。

背景技術

氣凝膠是固體物質中導熱系數最低的材料，僅僅略高于真空，大約為0.013W/m·K。氣凝膠還具有極低的密度，是世界上公認的密度最小的固體，最低密度可以做到3kg/m³，比空氣的密度略高。因此氣凝膠是世界上保溫效果最好、密度最小的保溫材料。

目前氣凝膠的種類較多，有碳氣凝膠、硅系氣凝膠、氧化鋁氣凝膠等。氧化硅氣凝膠的制備原料可以采用正硅酸乙酯或者水玻璃，制備工藝可以分別采用常壓法和超臨界，其制備工藝已經非常成熟。氧化鋁氣凝膠的制備，主要是醇鹽法，干燥工藝基本采用超臨界工藝。而氧化硅/氧化鋁復合氣凝膠的制備，鮮有報道，即使已經制備得復合凝膠，也是采用醇鹽法進行凝膠。

無機鹽法制備硅鋁復合氣凝膠的方法，鮮有報告，目前大部分氣凝膠成分為單組分，例如硅氣凝膠主要是二氧化硅，鋁氣凝膠的主要成分為氧化鋁。氧化硅氣凝膠的原材料有兩種，一種是正硅酸乙酯，一種是水玻璃，兩種原材料有不同的溶膠凝膠制備工藝。氧化鋁氣凝膠采用的原材料大部分為鋁醇鹽，采用超臨界工藝。因此，傳統制備氧化鋁氣凝膠的原材料生產成本昂貴，凝膠過程復雜；傳統的氧化鋁氣凝膠制備如果采用的是正硅酸乙酯，凝膠溶膠過程也是要經過原料的水解和縮聚，制備工藝較復雜。

無機鹽法，是采用兩種無機鹽，按照一定的工藝配比，只要按照一定的配料順序，就可以輕松制備質量且品相好的凝膠。生產工藝過程簡單，原材價格低廉，有大規模工藝應用的前景。

發明內容

為了得到制備工藝簡單，成本低的復合氣凝膠，本發明提出整體性良好且具有一定強度的玻璃棉/硅鋁氣凝膠復合保溫板。

為了達到上述目的，本發明提供了采用下述技術方案：

一種玻璃棉/硅鋁氣凝膠復合保溫板，原料包括偏鋁酸鈉，水玻璃和玻璃棉，所述偏鋁酸鈉與水玻璃的質量比為1:4～1:40，所述偏鋁酸鈉的水溶液的質量百分數在5％以上，所述水玻璃稀釋后的固含量為5％以上

一種玻璃棉/硅鋁氣凝膠復合保溫板的第一優選方案，制備玻璃棉/硅鋁氣凝膠包括以下步驟：

(1)配制偏鋁酸鈉水溶液；

(2)制備硅鋁復合溶膠：攪拌下，向水玻璃溶液中加入步驟(1)中配制的的偏鋁酸鈉溶液，攪拌混合1～2min得前驅混合溶液；

(3)將玻璃棉完全浸入前驅混合溶液，吸附飽滿，靜置30min，自動凝膠，得到的玻璃棉增強的硅鋁復合濕凝膠，在室溫下老化12h；

(4)進行溶劑置換，將步驟(3)得到的玻璃棉增強的硅鋁復合濕凝膠浸入乙醇溶液，經過保溫，溶劑置換，改性，干燥后即得玻璃棉增強硅鋁氣凝膠保溫板。

一種玻璃棉/硅鋁氣凝膠復合保溫板的第二優選方案，水玻璃的制備方法如下：

1)磁選分離粉煤灰中的磁珠；

2)機械粉磨；

3)酸浸：150℃～220℃下，按粉煤灰與硫酸的固液比為2：1～1：1的比例將粉煤灰與濃度為80％～98％的硫酸混合，反應4～6h；

4)固液分離：將反應物冷卻至室溫后，按粉煤灰與水的固液比為1：2～1：6配制加水，75～95℃下，攪拌1～3h后，抽濾，濾餅用按粉煤灰與水的固液比為2：1～1：2的水洗滌，得硫酸鐵與硫酸鋁的溶液和高硅酸浸渣；

5)酸浸渣制備水玻璃：將酸浸渣與9％～12％的苛性鈉溶液按固液比為1：1～1：2的比例配制混合液，160～200℃下在反應釜內加熱6～10h后，冷卻至室溫，過濾并用水洗滌固體渣。

一種玻璃棉/硅鋁氣凝膠復合保溫板的第三優選方案，硅鋁復合濕凝膠的透光率在80％以上。

一種玻璃棉/硅鋁氣凝膠復合保溫板的第四優選方案，玻璃棉是由白云石、硼鎂礦、氧化鈣和碎玻璃進行混合后，經溶制和纖維化過程后制得；所述玻璃棉的纖維直徑為3～4μm，所述玻璃棉在所述玻璃棉增強的硅鋁氣凝膠中的質量含量為50～70％。

一種玻璃棉/硅鋁氣凝膠復合保溫板的第五優選方案，溶劑置換采用乙醇，正乙烷等溶劑，所述保溫溫度為50～70℃，所述溶劑置換時間為8小時以上。

一種玻璃棉/硅鋁氣凝膠復合保溫板的第六優選方案，改性的原料采用硅氧烷基改性液，改性溫度為50～70℃，改性時間為7～9h。

一種玻璃棉/硅鋁氣凝膠復合保溫板的第七優選方案，干燥采用常壓干燥工藝。