[發明專利]一種噴壓式氣凝膠氈及其制備方法

有效

• 申請號: 201610136807.7
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105599396B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 王天賦;彭戰軍
• 申請（專利權）人: 深圳中凝科技有限公司
• 主分類號: B32B17/02
• 分類號: B32B17/02;B32B17/12;B32B37/10;B32B37/02;C01B33/16
• 代理公司: 北京精金石專利代理事務所(普通合伙)11470
• 代理人: 劉曄

1.一種噴壓式氣凝膠氈，其特征在于，包括絕熱布表層以及絕熱布底層，所述絕熱布表層與絕熱布底層之間設有至少一個復合絕熱層，所述復合絕熱層由玻璃纖維層以及氣凝膠粉層依次組成，所述噴壓式氣凝膠氈由以下步驟制得：

A)玻璃纖維層的制備：將玻璃纖維絲切成長度為20-100mm的短玻璃纖維絲，然后加入膨松劑開松，將蓬松后的短玻璃纖維絲輸入梳理機梳理成單絲，得到一氈網層；將上述氈網層輸送到鋪網機進行層疊，疊加高度為0.2-3mm；最后進行針刺，即得；

B)氣凝膠細粉的制備：

溶膠-凝膠：將硅源與去離子水混合均勻得到硅溶膠，往上述硅溶膠加入堿性催化劑，調節pH為7-8.5，再加入干燥控制化學添加劑，攪拌，得到SiO₂水凝膠；

老化：將上述得到的SiO₂水凝膠在30-60℃的條件下老化3-6h后，置于乙醇溶液中，在45-60℃的條件下老化處理12-24h；

溶劑分級置換：

先將經上述處理后的SiO₂水凝膠置于由乙醇溶液與正己烷組成的混合液中置換1-3次，每次4-6h，得一級置換SiO₂水凝膠，所述混合液中乙醇溶液與正己烷的體積比為2：0.5-1；將上述一級置換SiO₂水凝膠置于由乙醇與正己烷組成的混合液中置換1-2次，每次3-5h，得二級置換SiO₂水凝膠，所述混合液中乙醇溶液與正己烷的體積比為1：1-2；將上述二級置換SiO₂水凝膠置于正己烷溶液中置換1-2次，每次3-6h，得三級置換SiO₂水凝膠；

表面改性處理：將所述三級置換SiO₂水凝膠置于由非離子型表面活性劑和硅烷偶聯劑組成的混合液中進行表面改性，改性后用由乙醇溶液和正己烷按體積比為1：3組成的混合液清洗5-8h；

常壓干燥：將經上述處理后的三級置換SiO₂水凝膠在常壓條件下進行干燥，即得SiO₂氣凝膠，將上述氣凝膠顆粒粉碎成100-500目的細粉，備用；

C)氣凝膠氈的制備：將一絕熱布層鋪設在涂布機上，在該絕熱布上鋪設一上述步驟A)制備的玻璃纖維層；然后將上述步驟B)制備的氣凝膠細粉均勻噴涂在上述玻璃纖維層上形成一厚度為0.05-2mm的氣凝膠粉層；在上述氣凝膠粉層上繼續鋪設一玻璃纖維層；然后將上述步驟B)制備的氣凝膠細粉均勻噴涂在玻璃纖維層形成另一厚度為0.05-2mm的氣凝膠粉層；繼續循環上述操作鋪設1-30個復合絕熱層，鋪設完畢后覆蓋一絕熱布層；將上述材料輸送至輥壓機，經碾壓得厚度為1-3cm的氣凝膠氈。

2.如權利要求1所述的噴壓式氣凝膠氈，其特征在于，所述絕熱布表層與絕熱布底層之間設有10個復合絕熱層。

3.如權利要求1所述的噴壓式氣凝膠氈，其特征在于，步驟B)所述溶膠-凝膠過程中所述硅源與去離子水的體積比為1：2-10，所述硅源為Na₂O·nSiO₂，n為3-5。

4.如權利要求1所述的噴壓式氣凝膠氈，其特征在于，步驟B)所述溶膠-凝膠過程中所述堿性催化劑選自氫氧化鈉或氨水；所述干燥控制化學添加劑選自甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺以及丙三醇中的至少一種。

5.如權利要求1所述的噴壓式氣凝膠氈，其特征在于，步驟B)所述溶劑分級置換過程中所述SiO₂水凝膠置于由乙醇溶液與正己烷按2：1的體積比組成的混合液中置換得一級置換SiO₂水凝膠，所述一級置換SiO₂水凝膠置于由乙醇溶液與正己烷按1：1的體積比組成的混合液中置換得二級置換SiO₂水凝膠。

6.如權利要求1所述的噴壓式氣凝膠氈，其特征在于，步驟B)所述表面改性處理過程中所述非離子型表面活性劑與所述硅烷偶聯劑的重量比為1.2： 0.3-0.5，所述非離子型表面活性劑選自聚乙二醇，所述硅烷偶聯劑選自三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及六甲基二硅氧烷中的一種。

7.如權利要求6所述的噴壓式氣凝膠氈，其特征在于，所述非離子型表面活性劑與所述硅烷偶聯劑的重量比為1.2：0.3，所述非離子型表面活性劑選自聚乙二醇，所述硅烷偶聯劑選自三甲基氯硅烷。

8.如權利要求1所述的噴壓式氣凝膠氈，其特征在于，步驟B)所述常壓干燥過程是先將經表面改性處理后的三級置換SiO₂水凝膠樣品置于40-60℃下干燥4-7h，而后置于100-200℃下干燥1-3h。