[發明專利]高效氣凝膠保溫材料的制備方法

有效

• 申請號: 202210374240.2
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114804817B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 鄭智宏;張靜云;陳建文;程璇;武杰
• 申請（專利權）人: 廈門中創環保科技股份有限公司;廈門大學
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 渠述華

本發明公開一種高效氣凝膠保溫材料的制備方法，將廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚纖維混紡濾袋作為原材料，進行清洗、裁剪、開松得到絮狀的纖維混合物，再先后用草酸溶液、次氯酸鈉溶液進行浸泡并水洗曬干；然后將甲基三乙氧基硅烷、蒸餾水、無水乙醇、氨水混合并攪拌均勻得到混合溶液，倒入裝有纖維混合物的模具當中，再經過老化、干燥處理，得到氣凝膠保溫材料；其中，按體積比計算，甲基三乙氧基硅烷：蒸餾水：無水乙醇為1:(2?3):(2?3)，氨水：甲基三乙氧基硅烷為1:(20?30)。本發明解決了廢舊混紡濾袋難處理、易造成環境污染的問題，實現資源的再利用和無害化處理，并借此增強氣凝膠的力學性能，制成高效氣凝膠保溫材料。

技術領域

本發明涉及環保材料技術領域，特別是指一種高效氣凝膠保溫材料的制備方法。

背景技術

目前聚四氟乙烯（PTFE）和聚苯硫醚（PPS）纖維混紡濾袋是燃煤電廠袋式除塵器\電袋除塵器常用濾袋材質之一。而該材質濾袋在燃煤電廠袋式除塵器\電袋除塵器中的使用壽命正常為3-5年，更換下來的舊濾袋處理一般采用焚燒或填埋處理。由于聚四氟乙烯和聚苯硫醚兩者的性能差異較大，特別是其熔點不同（聚四氟乙烯和聚苯硫醚的熔點分別為327℃和285℃），導致無法重新熔化造粒使用，同時聚四氟乙烯在高溫條件下易分解出氣態含氟化合物，分解物多為毒性物質，通過焚燒處理方式不合適，容易污染環境、危害人體健康。

而二氧化硅氣凝膠是一種固體相顆粒，具有連續無規則的納米多孔網絡結構，具有低密度、導熱系數很低、超疏水等特性，可作為一種輕質高效的保溫隔熱材料，但其力學性能較差，存在易碎裂問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效氣凝膠保溫材料的制備方法，利用廢舊聚四氟乙烯和聚苯硫醚纖維混紡濾袋作為原材料，制備具有更高力學性能的氣凝膠材料，實現資源的再利用和舊濾袋的無害化處理。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種高效氣凝膠保溫材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、初步清洗

用水清洗廢舊混紡濾袋并晾干，混紡濾袋為聚四氟乙烯和聚苯硫醚纖維混紡；

步驟2、裁剪開松

將混紡濾袋進行裁剪、開松處理，得到絮狀的纖維混合物；

步驟3、化學清洗

先用草酸溶液浸泡纖維混合物，后用蒸餾水清洗曬干；再用次氯酸鈉溶液浸泡纖維混合物，后用蒸餾水清洗曬干；

步驟4、制備材料

將甲基三乙氧基硅烷、蒸餾水、無水乙醇、氨水混合并攪拌均勻得到混合溶液，倒入裝有纖維混合物的模具當中，再經過老化、干燥處理，得到氣凝膠保溫材料；其中，按體積比計算，甲基三乙氧基硅烷：蒸餾水：無水乙醇為1:(2-3):(2-3)，氨水：甲基三乙氧基硅烷為1:(20-30)。

所述步驟2中，將混紡濾袋裁剪成5-10cm寬條狀，用布料開松機進行開松，得到絮狀纖維混合物。

所述步驟3中，先后使用質量分數為10-20%的草酸溶液、質量分數為5.5-10%的次氯酸鈉溶液浸泡纖維混合物12-24h。

所述步驟4中，先將甲基三乙氧基硅烷與蒸餾水進行混合攪拌，再倒入無水乙醇、氨水進行混合攪拌。

所述步驟4中，氨水的摩爾濃度為10mol/L。

所述步驟4中，老化溫度為55-65℃，干燥溫度為80-100℃。

所述步驟4中，老化時間為24-48h，干燥時間為12-24h。

所述步驟4中，纖維混合物在氣凝膠保溫材料中的填充率為5-20%。