專利名稱：一種無機保溫材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于化工材料技術領域，尤其涉及一種無機保溫材料及其制備方法。
背景技術：
保溫材料可分為有機保溫材料和無機保溫材料。有機類保溫材料包括發(fā)泡聚苯板(EPS)、擠塑聚苯板(XPS)、噴涂聚氨酯(SPU)及聚苯顆粒等。有機類保溫材料具有質(zhì)輕、可加工性好、致密性高、保溫隔熱效果好等優(yōu)點，但其同時也具有不耐老化、變形系數(shù)較大、穩(wěn)定性差、安全性差、易燃燒、生態(tài)環(huán)保性很差、施工難度大、工程成本較高且資源有限并難以循環(huán)利用等缺點，需通過添加一些阻燃劑以達到使用標準。無機類保溫材料包括中空?；⒅椤⑴蛎浾渲閹r、閉孔珍珠巖、巖棉等。此類材料屬于不燃性材料，自身不存在防火安全性問題。但是普遍存在強度低，整體性差、吸水率高、凍融性差等問題，且制備工藝復雜，生產(chǎn)成本較高。因此，為利用無機保溫材料的優(yōu)良防火性能，需要對其進一步地探索與研究。氣凝膠材料是無機絕熱領域?qū)崧首畹偷牟牧?，是在保持其凝膠骨架不變的情況下干燥內(nèi)部溶劑后得到的產(chǎn)物。氣凝膠是一種結構可控的納米多孔輕質(zhì)材料，99%的成分是由氣體組成，是目前已知質(zhì)量最輕的固體物質(zhì)，最輕的硅氣凝膠的重量僅為3mg/cm3。其中，二氧化硅氣凝膠是一種新型納米多孔超級隔熱材料，具有粉末狀和塊狀，其孔洞率高達80% 99. 8 %。由于二氧化硅氣凝膠內(nèi)含納米尺度的顆粒及孔隙結構(I lOOnm)，具有極大的比表面積(200 1000m2/g)、高孔隙率、低密度(I 500kg/m3)及低導熱系數(shù)(O. 012ff/(m. k))等特點，已作為隔熱保溫材料、催化劑及載體、聲阻抗耦合材料、Cherenkov探測器等得到應用。然而，由于二氧化硅氣凝膠材料的固有強度低、脆性大及容易開裂等缺點，限制了其在實際中的使用。公開號為CN1749214A的中國專利公開了一種氣凝膠絕熱復合材料及其制備方法，該氣凝膠絕熱材料包括二氧化硅氣凝膠，紅外遮光劑二氧化鈦、增強材料。所使用的增強材料為石英纖維、高硅氧纖維、硅酸鋁纖維、碳酸鋁纖維、碳纖維或玻璃纖維。該方法首先將硅源等原料按一定比例配制成溶膠，再通過浸滲工藝滲入纖維氈或纖維預制件中，最后進行超臨界流體干燥制得。該復合材料絕熱性能好，具有良好的疏水性能，但需用超臨界技術成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種無機保溫材料及其制備方法，該制備無機保溫材料的方法成本較低。本發(fā)明提供了一種無機保溫材料，由以下組分經(jīng)偶聯(lián)劑改性后浸潤至玻璃纖維氈上得到二氧化娃氣凝膠 15 60wt% ;
可溶性硅酸鹽15 60wt%;式(I)結構的化合物15 40wt%;氧化錫銻5 15wt%;空心玻璃微珠5 15wt%;
權利要求
1.一種無機保溫材料，其特征在于，由以下組分經(jīng)偶聯(lián)劑改性后浸潤至玻璃纖維氈上得到二氧化娃氣凝膠15 60wt% ；可溶性娃酸鹽15 60wt% ;式(I)結構的化合物15 40wt%氧化錫鋪5 15wt%空心玻璃微珠5 15wt%
2.根據(jù)權利要求1所述的無機保溫材料，其特征在于，所述可溶性硅酸鹽為硅酸鉀或硅酸鈉。
3.根據(jù)權利要求1所述的無機保溫材料，其特征在于，所述式(I)結構的化合物為十二烷基三甲基氯化銨。
4.根據(jù)權利要求1所述的無機保溫材料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
5.一種無機保溫材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟A)將15 60wt%的二氧化娃氣凝膠、15 60wt%的可溶性娃酸鹽、15 40wt%的式 (I)結構的化合物、5 15wt%的氧化錫銻與5 15wt%的空心玻璃微珠混合，加入偶聯(lián)劑改性，得到混合物；B)所述混合物與水混合，得到的漿液浸潤至玻璃纖維氈上，熱壓成型得到無機保溫材料；
6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述二氧化硅氣凝膠按照以下方法進行制備Α)用還原性酸調(diào)節(jié)硅溶膠的pH值至4 10，加入乙醇，加熱保溫后得到濕凝膠；B)將所述濕凝膠、正硅酸乙酯與乙醇混合進行陳化，得到醇凝膠；C)將所述醇凝膠與干燥控制化學添加劑混合，常壓加熱干燥后得到二氧化硅氣凝膠， 所述干燥控制化學添加劑為N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺、甲酰胺或乙酰胺。
7.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述混合物與水的比例為O.8 2kg IL0
8.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述浸潤為加壓噴灑浸潤。
9.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述漿液與玻璃纖維氈的比例為IL O. 36 1. 4m2。
10.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述熱壓的壓力為SOMPa 300MPa，熱壓的溫度為60°C 90°C，熱壓的時間為2 4h。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無機保溫材料及其制備方法，該無機保溫材料由二氧化硅氣凝膠、可溶性硅酸鹽、式(I)結構的化合物、氧化錫銻與空心玻璃微珠混合，加入偶聯(lián)劑改性后，與水混合浸潤至玻璃纖維氈上，熱壓成型后得到。與現(xiàn)有技術相比，首先，本發(fā)明通過改性進行疏水處理，材料納米微孔網(wǎng)狀結構中由于偶聯(lián)劑的作用憎水基團外露，使無機保溫材料具有良好的抗水性，無需經(jīng)超臨界流體干燥，降低生產(chǎn)成本；其次，采用無機納米材料及無機纖維，使無機保溫材料抗壓強度、抗拉強度及抗折強度均較高，且與基層粘結強度也較高，結構穩(wěn)定；再次，二氧化硅氣凝膠使無機保溫材料具有納米級微閉孔網(wǎng)狀組織結構，從而使無機保溫材料的導熱系數(shù)降低，提高保溫性能。
文檔編號C04B28/26GK103058622SQ20131001475
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權日2013年1月15日
發(fā)明者趙峰, 唐智勇, 徐天宇 申請人:趙峰