[發明專利]一種氣凝膠復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711486986.8
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN109987963A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 盧鋒;張丁日;盧珊;盧軍
• 申請（專利權）人: 盧鋒
• 主分類號: C04B38/08
• 分類號: C04B38/08;C04B28/04;C04B28/26;C04B28/14;B01J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種氣凝膠復合材料及其制備方法，其特征在于，所述氣凝膠復合材料由氣凝膠顆粒和隔熱無機膠粘劑構成，所述氣凝膠顆粒為疏水氣凝膠顆粒或具有內部疏水、表面親水結構特征的氣凝膠顆粒，所述隔熱無機膠粘劑由無機膠粘劑和隔熱填料構成。本發明提供的一種氣凝膠復合材料的制備方法，包括以下步驟：（1）氣凝膠顆粒表面包覆隔熱無機膠粘劑；（2）在隔熱無機膠粘劑固化前，將步驟（1）的表面包覆有隔熱無機膠粘劑的氣凝膠顆粒堆積，澆注成型，固化，得到氣凝膠復合材料。本發明提供的氣凝膠復合材料具有優異的隔熱防火性能和理想的抗折抗壓強度，并且具有隔音、減震吸能等特性，其中氣凝膠仍然保留原有的納米多孔結構，該材料可應用于建筑外墻、內墻、隔墻等節能建筑領域以及航空航天、國防軍工、交通運輸等領域，市場前景巨大。

技術領域

本發明涉及一種復合材料，尤其涉及一種氣凝膠復合材料，屬于輕質、保溫、防火、隔音、防爆、減震吸能材料領域。

背景技術

氣凝膠是一種具有三維網絡骨架結構和納米級孔洞的輕質無機固體材料，具有極高的孔隙率、比表面積，極低的密度和固含量，化學惰性和不燃性，表現出優異的絕熱、防火、隔音、減震吸能以及透明等特性，導熱系數可低至0.015W/m·K以下，是所有固體材料中隔熱保溫性能最好的一種，可廣泛應用于國防軍工、航空航天、安保反恐等軍事領域以及綠色建筑、熱量傳輸、太陽能利用、公共交通、金融設備防護等民用領域。

然而，氣凝膠在使用過程中易出現以下問題：（1）氣凝膠抗折性能差，單獨使用時，其宏觀形狀容易被破壞；（2）氣凝膠與溶劑接觸時，其納米多孔結構極易發生虹吸現象，從而破壞氣凝膠納米孔微觀結構，導致其優異特性喪失。

發明內容

本發明的目的是提供一種氣凝膠復合材料及其制備方法，本發明的氣凝膠復合材料在保證氣凝膠微觀結構不被破壞的前提下，顯著提高其力學性能，拓寬其使用條件和應用領域。

本發明的一種氣凝膠復合材料，所述氣凝膠復合材料由氣凝膠顆粒和隔熱無機膠粘劑構成，所述氣凝膠顆粒為疏水氣凝膠顆粒或具有內部疏水、表面親水結構特征的氣凝膠顆粒，所述隔熱無機膠粘劑由無機膠粘劑和隔熱填料構成。

在其中一個實施例中，所述隔熱無機膠粘劑由無機膠粘劑和發泡劑構成。

在其中一個實施例中，所述氣凝膠顆粒的粒徑為0.1~20mm；所述氣凝膠顆粒的形狀為正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體、正二十面體或非規則形狀。

在其中一個實施例中，所述無機膠粘劑為水泥、水玻璃、石灰石、石膏、氯氧鎂、氧化銅-磷酸膠中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述隔熱填料為托貝莫來石粉體、玻化微珠粉體、膨化珍珠巖粉體、海泡石粉體、膨脹蛭石粉體、陶瓷微球、氣凝膠粉體中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述發泡劑為松香類發泡劑、合成類表面活性劑發泡劑、植物蛋白發泡劑、動物蛋白發泡劑、雙氧水發泡劑、碳酸氫銨發泡劑、偶氮二甲酰胺發泡劑、鋁粉發泡劑中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述氣凝膠為SiO₂氣凝膠、TiO₂氣凝膠、Al₂O₃氣凝膠、ZrO₂氣凝膠、炭氣凝膠、Fe₂O₃氣凝膠、V₂O₅氣凝膠、WO₃氣凝膠、SiO₂/ Al₂O₃/ ZrO₂氣凝膠中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述氣凝膠復合材料還包括其他保溫材料顆粒，具體為玻化微珠顆粒、發泡陶瓷顆粒、發泡玻璃顆粒、膨脹珍珠巖顆粒、發泡聚苯乙烯顆粒、發泡聚氨酯顆粒中的一種或多種。