[發明專利]一種聚酯纖維復合型二氧化硅氣凝膠保冷氈的制備方法

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• 申請號: 201811550801.X
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109437831A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 曾宇婷;田冠宇;鄧林;曹勇
• 申請（專利權）人: 貴州航天烏江機電設備有限責任公司
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠

本發明公開了一種聚酯纖維復合型二氧化硅氣凝膠保冷氈的制備方法，該方法包括以下步驟：1）二氧化硅氣凝膠膠液的配制，所述二氧化硅氣凝膠膠液的原料包括硅源前驅體、溶劑、水解催化劑和改性劑；2）聚酯纖維氈氣凝膠的復合成型；3）復合成型后的聚酯纖維氈氣凝膠的陳化；4）陳化后的聚酯纖維氈氣凝膠的老化；5）老化后的聚酯纖維氈氣凝膠的二次陳化；6）二次成化后的聚酯纖維氈氣凝膠的表面改性；7）表面改性后的聚酯纖維氈氣凝膠的干燥及檢測。本發明制備的聚酯纖維復合型二氧化硅氣凝膠保冷氈具有優良的隔熱/保冷性能、可調范圍寬、適應性強、耐生物老化、良好的抗凝露、疏水性能，且施工方便。制備方法避免了溶劑替換步驟，操作簡易，過程可控，生產可連續化。

技術領域

本發明涉及一種聚酯纖維復合型二氧化硅氣凝膠保冷氈的制備方法，屬于化工材料技術領域。

背景技術

SiO₂氣凝膠是一種結構可控的輕質納米多孔性非晶固態材料，其孔隙率高達80%～99.8%，孔洞尺寸為1～100nm，高比表面積200～1000 m²/g，低密度變化范圍3～500kg/m³，常溫常壓下熱導率小于0.013 W/mK，比靜止空氣的熱導率（0.026 W/mK）還低，是目前熱導率最低的固體材料。

目前，二氧化硅氣凝膠產業化面臨的主要問題包括：制備工藝復雜、制備周期長、溶劑消耗量大、廢液多、氣凝膠強度低、脆性大等缺點，限制了二氧化硅氣凝膠的應用。纖維增強型氣凝膠可以有效的解決這一問題，實現其工業化具有重大的現實意義。

目前，國外從事氣凝膠的研究與商業化的公司和研究機構主要集中在歐美地區和日本；在國內，自2012年以來相繼有4～6家企業進入SiO₂氣凝膠隔熱保冷行業。而現工業管道常用的傳統隔熱保冷材料有巖棉、普通玻璃棉氈、高硅酸鋁棉等，巖棉、高硅酸鋁棉隔保冷性能差、易吸潮、安裝厚度大的缺點；普通玻璃棉氈隔熱保冷效果差，耐低溫能力低。SiO₂氣凝膠比表面積和孔隙率很大，密度很低；另外它還具有很低的導熱性和折射率，是一種隔熱保冷性能優良的材料。但是純的SiO₂氣凝膠強度低、脆性大，限制了其應用領域。聚酯纖維具有較高的強度與彈性恢復能力，堅牢耐用，耐各種化學品性能良好，可調范圍寬、適應性強、耐生物老化、良好的抗凝露、疏水性能，是一種性能優異的化工材料。因此，如果能將SiO₂氣凝膠與聚酯纖維復合，應用于隔熱、保冷行業中，是十分有意義的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚酯纖維復合型SiO₂氣凝膠保冷氈的制備工藝，以解決二氧化硅氣凝膠保冷材料產業化面臨的制備工藝復雜、制備周期長、溶劑消耗量大、廢液多、脆性大等技術問題，并實現溫度在-200℃至+150℃之間的環境下工作。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明的一種聚酯纖維復合型二氧化硅氣凝膠保冷氈的制備方法，該方法包括以下步驟：

1）二氧化硅氣凝膠膠液的配制，所述二氧化硅氣凝膠膠液的原料包括硅源前驅體、溶劑、水解催化劑和改性劑；

2）聚酯纖維氈氣凝膠的復合成型；

3）復合成型后的聚酯纖維氈氣凝膠的陳化；

4）陳化后的聚酯纖維氈氣凝膠的老化；

5）老化后的聚酯纖維氈氣凝膠的二次陳化；

6）二次成化后的聚酯纖維氈氣凝膠的表面改性；

7）表面改性后的聚酯纖維氈氣凝膠的干燥及檢測。

前述方法中，所述硅源前驅體包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲基氯硅烷中的一種或兩種以上的混合物。