[發明專利]一種復合隔熱材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810426288.7
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108484952B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 俞書宏;管慶方;韓子盟
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C08J7/06
• 分類號: C08J7/06;C08L1/02;C08L5/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種復合隔熱材料的制備方法，包括以下步驟：A)將水凝膠浸入催化劑溶液中混合，得到初始液；所述水凝膠選自有機質水凝膠和有機質/二氧化硅復合物水凝膠中的一種或兩種；B)將所述初始液與硅烷偶聯劑溶液混合，反應后再與疏水溶劑混合，溶劑交換后干燥，得到復合隔熱材料。上述制備方法從有機質水凝膠或有機質/二氧化硅復合物水凝膠開始，利用硅烷偶聯劑原位水解并凝膠化，得到二氧化硅復合的有機質凝膠，而后經過簡單的溶劑交換和干燥，得到了一種輕質高強、防火隔熱的有機質/二氧化硅復合物氣凝膠。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，尤其涉及一種復合隔熱材料的制備方法。

背景技術

隨著能源危機的到來，節能材料與節能技術越來越重要，而隔熱材料是節能材料中非常重要的部分。

目前，隔熱材料主要分為兩類：有機隔熱材料和無機隔熱材料。無機隔熱材料分為兩類：一類是天然礦物，例如石棉和硅藻土等；一類是人造材料，例如陶瓷棉、玻璃棉、多孔類隔熱磚和泡沫材料。有機隔熱材料同樣分為兩類：一類是天然有機類，例如軟木、織物纖維、獸毛等；一類是人造或合成有機類，例如人造纖維、泡沫塑料、泡沫橡膠等。無機隔熱材料和有機隔熱材料材料有優點也有劣勢，其中無機隔熱材料主要問題在于質地較為脆弱，難以承力，孔隙率較低而熱導率較高；有機隔熱材料的劣勢在于不耐高溫，易燃燒，易釋放有毒物質，一些聚合物隔熱材料廢棄后難易降解，對環境造成嚴重的污染。

因此，人們急需一種兼具有機隔熱材料和無機隔熱材料優勢又能避免兩者缺點的復合隔熱材料。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種復合隔熱材料的制備方法，本申請制備的復合隔熱材料是一種具有高強度、低密度、低熱導率的復合材料氣凝膠，且安全無毒可自然降解。

有鑒于此，本申請提供了一種復合隔熱材料的制備方法，包括以下步驟：

A)將水凝膠浸入催化劑溶液中混合，得到初始液；所述水凝膠選自有機質水凝膠和有機質/二氧化硅復合物水凝膠中的一種或兩種；

B)將所述初始液與硅烷偶聯劑溶液混合，反應后再與疏水溶劑混合，溶劑交換后干燥，得到復合隔熱材料。

優選的，所述有機質水凝膠中的有機質選自細菌纖維素、再生纖維素、納米纖維素、瓊脂、明膠和聚丙烯酸中的一種或多種；所述有機質/二氧化硅復合物水凝膠中的二氧化硅的形態選自氣相二氧化硅、二氧化硅溶膠和二氧化硅納米球中的一種或多種。

優選的，所述硅烷偶聯劑溶液中的硅烷偶聯劑選自四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

優選的，所述硅烷偶聯劑溶液的體積濃度為5％～100％，所述硅烷偶聯劑溶液的溶劑為乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、正己烷、環己烷、正庚烷或正辛烷。

優選的，所述催化劑為堿性催化劑，所述催化劑選自氨水、三乙胺、三甲胺或氫氧化鈉，所述催化劑溶液的濃度為0.01mol/L～10mol/L。

優選的，步驟A)中，所述混合的時間為12～120h，所述混合的溫度為0～40℃。

優選的，步驟B)中，所述反應的時間為12～240h，所述反應的溫度為10～40℃。

優選的，步驟B)中，所述疏水溶劑為正己烷、環己烷、正庚烷或正辛烷；所述交換的時間為5～72h。

優選的，所述干燥的方式為常壓烘干或超臨界CO₂干燥。