[發(fā)明專利]隔熱阻燃復(fù)合氣凝膠泡沫的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110581922.6
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113292761B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金慧然;陳靜;顧亞偉;戴陳曄;云山;丁師杰
• 申請（專利權(quán)）人: 淮陰工學(xué)院
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08L61/28;C08L5/04;C08L5/08;C08L1/02;C08L5/06;C08K7/10;B01J13/00
• 代理公司: 淮安市科文知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 廖娜;李鋒

本發(fā)明涉及復(fù)合泡沫、氣凝膠技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種隔熱阻燃復(fù)合氣凝膠泡沫的制備方法，將纖維型黏土漿料與天然高分子溶膠攪拌混合均勻后加入交聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌均勻得黏土?天然高分子復(fù)合漿料；取密胺泡沫浸沒復(fù)合漿料，均勻擠壓泡沫使復(fù)合漿料充滿密胺泡沫；將帶有復(fù)合漿料的密胺泡沫浸潤在水或堿性溶液中形成凝膠，對凝膠進行老化得復(fù)合凝膠泡沫；將復(fù)合凝膠泡沫在超低溫冷凍后，在低溫下以醇溶液進行溶劑置換，最后常壓干燥得到黏土?天然高分子?密胺復(fù)合氣凝膠泡沫。本發(fā)明制備的復(fù)合氣凝膠泡沫的密度低、收縮率低、力學(xué)性能良好，具有微孔?介孔?大孔多級孔結(jié)構(gòu)，在吸附分離、儲能等領(lǐng)域也具有極大的潛在應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合泡沫、氣凝膠技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種隔熱阻燃復(fù)合氣凝膠泡沫的制備方法，特別涉及一種有機-無機復(fù)合氣凝膠泡沫制備方法。

背景技術(shù)

密胺泡沫具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)（＜0.04 w·m^-1k^-1），低密度（0.015-0.040 g/cm³），良好的抗壓強度，在建筑、交通等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是密胺泡沫的阻燃性僅能達到B級標(biāo)準(zhǔn)，已無法滿足建筑領(lǐng)域?qū)Ρ夭牧习踩缘娜找嬉蟆Ｒ虼擞行岣呙馨放菽淖枞夹阅苋匀皇且粋€有待解決的研究課題。

傳統(tǒng)的制備阻燃有機泡沫塑料的方法是將有機阻燃劑或無機阻燃劑直接填充到泡沫塑料中。已有多種有機阻燃劑的報道，如聚磷酸銨（APP）、六甲氧基環(huán)三磷腈（HMCPT）、聚苯乙烯（EPS）等。雖然泡沫中填充有機阻燃劑以盡量減少可燃性，但有機阻燃劑不環(huán)保，阻燃效果不能滿足要求。在有機泡沫中直接復(fù)合無機阻燃劑如碳納米管、石墨烯、鱗片灰、硅粉及黏土，所得復(fù)合泡沫雖可有效提高泡沫的阻燃性，但無機阻燃劑與高分子泡沫樹脂的相容性較差，泡沫材料不均勻。因此，如何將阻燃劑與聚合物泡沫塑料相結(jié)合以獲得最佳的性能，如可擴展性大、成本低、制造環(huán)境友好、阻燃性好、相容性好、密度低、機械強度高、熱性能好等，是目前面臨的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種隔熱阻燃復(fù)合氣凝膠泡沫的制備方法，突破了常壓干燥工藝制備氣凝膠收縮率高，力學(xué)性能差等技術(shù)瓶頸，制備的復(fù)合氣凝膠泡沫的密度低、收縮率低、力學(xué)性能良好，具有微孔-介孔-大孔多級孔結(jié)構(gòu)，在吸附分離、儲能等領(lǐng)域也具有極大的潛在應(yīng)用。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種隔熱阻燃復(fù)合氣凝膠泡沫的制備方法，包括以下步驟：S1：將纖維型黏土（凹凸棒石、海泡石、埃洛石其中的一種）均勻分散在水中配制成纖維型黏土漿料；將天然高分子分散在水或酸性溶液中配制天然高分子溶膠；S2：將纖維型黏土漿料與天然高分子溶膠攪拌混合均勻后加入交聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌均勻得黏土-天然高分子復(fù)合漿料； S3：取密胺泡沫浸沒黏土-天然高分子復(fù)合漿料，均勻擠壓泡沫使黏土-天然高分子復(fù)合漿料充滿密胺泡沫；S4：將帶有黏土-天然高分子復(fù)合漿料的密胺泡沫浸潤在水或堿性溶液中形成凝膠，對凝膠進行老化得復(fù)合凝膠泡沫；S5：將復(fù)合凝膠泡沫在超低溫冷凍后，在低溫下以醇溶液進行溶劑置換，最后常壓干燥得到黏土-天然高分子-密胺復(fù)合氣凝膠泡沫。

優(yōu)選地，S1中，纖維型黏土漿料的濃度為1-5 wt%。

優(yōu)選地，S1中，天然高分子溶膠的濃度為0.5-5 wt%。

優(yōu)選地，S2中，纖維型黏土漿料與天然高分子溶膠的體積比1:0.1-1。

優(yōu)選地，S2中，所述交聯(lián)劑占纖維型黏土漿料和天然高分子溶膠總體積的1-3%。

優(yōu)選地，S4中，老化時間為2 h以上。

優(yōu)選地，S5中，將復(fù)合凝膠泡沫在-196 °C以下的超低溫冷凍5-10min。

優(yōu)選地，S5中，在-20 - 5 °C的低溫下以醇溶液進行溶劑置換2-8 h，重復(fù)溶劑置換2-3次。

優(yōu)選地，S5中，在常壓30-60 °C下干燥得到黏土-天然高分子-密胺復(fù)合氣凝膠泡沫。