本發(fā)明涉及一種納米微孔保溫板的制備方法，尤其是涉及一種高強(qiáng)度防水性納米微孔保溫板的制備方法。
背景技術(shù)：
：納米微孔保溫板是使用納米二氧化硅，添加適當(dāng)?shù)奶砑觿ㄟ^(guò)特殊工藝干壓法直接壓制成型的高效保溫隔熱材料。由于其特殊的納米微孔結(jié)構(gòu)和各類添加劑的協(xié)同綜合作用，在不同的應(yīng)用溫度范圍內(nèi)最大程度地抑制了熱量的傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，使得這種材料大大優(yōu)于其他所有的傳統(tǒng)保溫材料，如礦棉、珍珠巖、隔熱磚、硅酸鈣、陶瓷纖維等，也優(yōu)于氣凝膠氈等產(chǎn)品，在大多數(shù)溫度范圍內(nèi)納米微孔保溫板的導(dǎo)熱性甚至低于靜態(tài)空氣的導(dǎo)熱性。納米微孔材料主要由納米二氧化硅、金屬氧化物、遮光劑、和增強(qiáng)纖維組成，主要成份都是親水性材料。所以納米微孔絕熱板都是親水性的，非常容易吸水并潤(rùn)濕。吸水或潤(rùn)濕對(duì)于納米微孔絕熱板的危害是致命的，它可以破壞其微孔結(jié)構(gòu)特性，使其不再適合于作為高性能隔熱材料。為了解決這一問(wèn)題，人們進(jìn)行過(guò)不少工作，主要是通過(guò)添加疏水性物質(zhì)來(lái)賦予納米微孔絕熱板以一定的疏水性。如USP4,212,925提出一種用疏水劑處理的組成物，主要是通過(guò)含至少一種1-4個(gè)硅原子的有機(jī)硅化合物對(duì)納米絕熱材料組成物進(jìn)行處理，使其具有疏水性。但這種疏水性處理造成粒子間的鍵合強(qiáng)度下降，使得粉體壓制密實(shí)后成型材料強(qiáng)度下降。并且這種疏水性處理的時(shí)間較長(zhǎng)，操作較為復(fù)雜。USP5,474,806提供了在疏水性微孔絕熱材料表面涂布表面層的方法。它首先制備疏水性微孔板并將其加熱，然后再使用涂刷或噴涂水性涂層組成物的方法，賦予材料疏水性和強(qiáng)度。涂布材料包括水性硅酸鹽粘合劑，黏土填充的、水性漆、水性碳化硼等。但以上方法存在著以下問(wèn)題：1.保溫板的強(qiáng)度沒(méi)有增加，甚至有下降。由于微孔絕熱板的結(jié)構(gòu)特性，通常制備過(guò)程中沒(méi)有加入任何粘合劑的成分，材料的成型主要通過(guò)干壓法，強(qiáng)度主要由增強(qiáng)纖維和材料組成物粒子之間的鍵合作用來(lái)賦予。對(duì)于親水性的材料來(lái)說(shuō)，粒子之間以及粒子和增強(qiáng)纖維之間具有一定的鍵合作用，成型材料有一定的強(qiáng)度，但不充分。而粒子經(jīng)過(guò)疏水性處理后，其材料組成物粒子之間以及與增強(qiáng)纖維粒子之間的鍵合作用被大大降低，成型性更差，強(qiáng)度較親水性成型材料有一定程度的下降。2.保溫板的疏水性質(zhì)隨溫度的穩(wěn)定性較差。以上專利所采用的各類物質(zhì)，不管是有機(jī)硅類的疏水劑，還是硅酸鹽類的物質(zhì)，其耐溫都不超過(guò)1000℃。當(dāng)材料溫度較高時(shí)，處理劑會(huì)發(fā)生分解或降解，材料將不再具有疏水性。所以很多疏水性絕熱材料在加熱后，就失去了疏水特性。而微孔絕熱材料的主要使用用途是在高溫領(lǐng)域，所以目前的材料和工藝不能完全滿足使用要求。3.處理時(shí)間長(zhǎng)，操作相對(duì)復(fù)雜。所以關(guān)于微孔絕熱板的疏水化技術(shù)雖然已經(jīng)取得了很大效果，但還存在很大不足。既有一定強(qiáng)度、又具有高溫穩(wěn)定疏水效果、同時(shí)操作簡(jiǎn)單的微孔絕熱板研究還未見(jiàn)報(bào)道。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種高強(qiáng)度防水性納米微孔保溫板的制備方法，制備得到的保溫板具有較高的強(qiáng)度，較好的疏水抗水性，而且其疏水性在1000℃高溫處理后依然能夠保持。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種高強(qiáng)度防水性納米微孔保溫板的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟：(a)將親水性微孔絕熱材料組合物在高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，然后通過(guò)壓機(jī)在模具中壓制成型，制得親水性微孔絕熱成型材料；(b)將疏水性微孔絕熱材料組合物在高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，然后通過(guò)壓機(jī)在模具中壓制成型，制得疏水性微孔絕熱成型材料；(c)采用單組份浸涂法或者雙組份噴涂法將室溫固化磷酸鹽微孔絕熱材料表面涂層組合物置于親水性微孔絕熱成型材料或疏水性微孔絕熱成型材料表面，在室溫下進(jìn)行固化，即獲得高強(qiáng)度防水性納米微孔保溫板。親水性微孔絕熱材料組合物采用以下重量份含量的組分制備得到：親水性納米二氧化硅包括納米氣相二氧化硅、納米沉淀二氧化硅或硅微粉中的任意一種；金屬氧化物包括氧化鋁或氧化鋯中的任意一種；遮光劑包括銳鈦型二氧化鈦、氧化鐵或碳化硅中的任意一種；增強(qiáng)纖維包括玻璃纖維、高硅氧纖維或硅酸鋁纖維中的任意一種。疏水性微孔絕熱材料組合物采用以下重量份含量的組分制備得到：疏水性納米二氧化硅為疏水性的氣相二氧化硅；金屬氧化物包括氧化鋁或氧化鋯中的任意一種；遮光劑包括銳鈦型二氧化鈦、氧化鐵或碳化硅中的任意一種；增強(qiáng)纖維包括玻璃纖維、高硅氧纖維或硅酸鋁纖維中的任意一種。疏水性的氣相二氧化硅優(yōu)選贏創(chuàng)德固賽的Aerosil974或OCI公司的KD-15。室溫固化磷酸鹽微孔絕熱材料表面涂層組合物采用以下重量份含量的組分制備得到：A組分：B組分：?jiǎn)谓M份浸涂法是將A組分和B組分分別在高速混合機(jī)中進(jìn)行分散，然后將其混合，倒出鋪于塑料薄膜上形成1mm厚的單組分液膜，將親水性微孔絕熱成型材料或疏水性微孔絕熱成型材料放置于液膜上，確認(rèn)表面浸涂完全后再對(duì)未浸漬到的表面進(jìn)行浸涂。雙組分噴涂法是將A組分和B組分分別在高速混合機(jī)中進(jìn)行分散，然后采用雙組分涂料噴槍將A和B組分按重量比為1：1混合噴涂于直立放置的親水性微孔絕熱成型材料或疏水性微孔絕熱成型材料表面，重復(fù)數(shù)次以噴涂完全。需要指出的是，由于室溫固化磷酸鹽涂層組成物也含有一定的水，如果其滲透到微孔絕熱板內(nèi)部會(huì)對(duì)板材結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。因此本發(fā)明避免采用傳統(tǒng)的涂刷和水平噴涂方法。對(duì)于單組分涂層材料采用浸涂法，對(duì)于雙組分涂層材料所采用垂直放置保溫板，將噴槍把雙組分混合液噴在微孔材料的垂直面上，以最大程度地減少水向微孔絕熱材料內(nèi)部的滲透。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在微孔絕熱材料表面噴涂上一層室溫固化磷酸鹽涂層，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.可以明顯地提高強(qiáng)度。由于親水性微孔絕熱板本身不添加任何粘合劑，板的強(qiáng)度并不高。組成物經(jīng)疏水化處理后，組成物之間的鍵合作用進(jìn)一步被削弱，強(qiáng)度進(jìn)一步降低。在壓制成型后的微孔絕熱材料表面涂上一層室溫固化磷酸鹽涂層后，由于涂層本身具有的較高強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度>15MPa)，對(duì)微孔絕熱材料的總體機(jī)械強(qiáng)度有明顯的提高，具有顯著的保護(hù)作用。2.可以提高疏水性能在高溫條件下的穩(wěn)定性?，F(xiàn)有技術(shù)的疏水處理劑或涂層，在高溫條件下，如200℃-700℃都會(huì)分解，不再具有疏水性。而采用室溫固化磷酸鹽涂層后，涂層混合組成物可以在室溫條件下快速固化形成具有陶瓷結(jié)構(gòu)的涂層，涂層在1000℃以下不會(huì)發(fā)生融化、分解等變化，具有持久的疏 水性能，所制得的絕熱板可以在1000℃以下重復(fù)使用。3.不需要額外的干燥時(shí)間，在室溫就能形成強(qiáng)度較高的表面防水涂層，簡(jiǎn)化了工序，降低了加工成本?？傊?，本發(fā)明的解決了以往方法中微孔絕熱成型材料強(qiáng)度不高，特別是疏水性隨著微孔絕熱材料在高溫使用后，由于處理劑及涂層的分解，微孔絕熱材料本身不再具有疏水性的問(wèn)題。本發(fā)明所制得的微孔絕熱板不但具有更高的強(qiáng)度，而且能在更高的溫度范圍內(nèi)保持疏水性。具體實(shí)施方式高強(qiáng)度防水性納米微孔保溫板的制備方法，包括以下步驟：(a)將親水性微孔絕熱材料組合物，在高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，然后通過(guò)壓機(jī)在模具中壓制成型，制得親水性微孔絕熱成型材料；(b)將疏水性微孔絕熱材料組合物，在高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，然后通過(guò)壓機(jī)在模具中壓制成型，制得疏水性微孔絕熱成型材料；(c)將室溫固化磷酸鹽微孔絕熱材料表面涂層組合物采用單組份浸涂法或者雙組份噴涂法置于親水性微孔絕熱成型材料或疏水性微孔絕熱成型材料表面，在室溫下進(jìn)行固化，即可獲得高強(qiáng)度防水性納米微孔保溫板。其中，親水性微孔絕熱材料組合物采用以下重量份含量的組分制備得到：親水性納米二氧化硅40-80份；金屬氧化物0-10份；遮光劑2-50份；增強(qiáng)纖維1-20份。使用的親水性納米二氧化硅可以包括納米氣相二氧化硅、納米沉淀二氧化硅或硅微粉中的任意一種；金屬氧化物為氧化鋁或氧化鋯中的任意一種；遮光劑為銳鈦型二氧化鈦、氧化鐵或碳化硅中的任意一種；增強(qiáng)纖維為玻璃纖維、高硅氧纖維或硅酸鋁纖維中的任意一種。疏水性微孔絕熱材料組合物采用以下重量份含量的組分制備得到：疏水性納米二氧化硅40-80份；金屬氧化物0-10份；遮光劑2-50份；增強(qiáng)纖維1-20份。使用的疏水性納米二氧化硅為疏水性的氣相二氧化硅；金屬氧化物包括氧化鋁或氧化鋯中的任意一種；遮光劑包括銳鈦型二氧化鈦、氧化鐵或碳化硅中的任意一種；增強(qiáng)纖維包括玻璃纖維、高硅氧纖維或硅酸鋁纖維中的任意一種。作為更加優(yōu)選的方式，疏水性的氣相二氧化硅可以采用贏創(chuàng)德固賽的 Aerosil974，OCI公司的KD-15中的任意一種。室溫固化磷酸鹽微孔絕熱材料表面涂層組合物，采用以下重量份含量的組分制備得到：A組分：氧化鋁5-20份；氧化鎂5-20份；無(wú)定型氧化硅0-40份；水10-40份。B組分：氫氧化鎂0-20份；磷酸二氫鋁10-35份；天然硅鈣石0-60份；水10-40份。單組份浸涂法是將室溫固化磷酸鹽微孔絕熱材料表面涂層組合物的A和B組分分別在高速混合機(jī)中進(jìn)行分散，然后將其混合，并倒出鋪于塑料薄膜上形成約1mm厚的單組分液膜，將微孔絕熱板輕輕放置于液膜上，確認(rèn)表面浸涂完全后進(jìn)行其他面的浸涂。雙組分噴涂法是將室溫固化磷酸鹽微孔絕熱材料表面涂層組合物的A和B組分分別在高速混合機(jī)中進(jìn)行分散，然后采用雙組分涂料噴槍將A和B組分按1：1混合比噴于直立放置的微孔絕熱板表面。為了保證噴涂完全，可重復(fù)數(shù)次。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。首先準(zhǔn)備室溫固化磷酸鹽微孔絕熱材料表面涂層組合物，雙組分組合物的配置如表1和表2所示：表1A組成重量份氧化鋁15氧化鎂15無(wú)定型氧化硅20水20表2B組成重量份氫氧化鎂10磷酸二氫鋁20天然硅鈣石20水20單組分組合物的配比將以上A和B組分按1：1的重量比進(jìn)行混合。比較例1將親水性微孔絕熱材料組合物按照表3指定的各組分的重量份，在高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，然后通過(guò)壓機(jī)在模具中壓制成型。表3組成重量份氣相二氧化硅64氧化鋁8碳化硅22硅酸鋁纖維16比較例2將疏水性微孔絕熱材料組合物按照表4指定的各組分的重量份，在高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，然后通過(guò)壓機(jī)在模具中壓制成型。表4組成重量份疏水性氣相二氧化硅64氧化鋁8碳化硅22硅酸鋁纖維16實(shí)施例1將單組分組合物鋪于塑料薄膜上形成約1mm厚的單組分液膜。將比較例1中的親水性微孔絕熱板的一個(gè)面輕輕放置于液膜上，確認(rèn)表面浸涂完全后再進(jìn)行反面面的浸涂。30分鐘內(nèi)就可表干，24小時(shí)后進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表5。實(shí)施例2采用雙組分涂料噴槍將A和B組分按重量比1：1混合制成的雙組份組合物噴涂于直立放置的比較例1的親水性微孔絕熱板表面。正面噴涂完之后噴涂反面。板在噴涂30分鐘內(nèi)就可表干，24小時(shí)后用于評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表5。實(shí)施例3將單組分組合物鋪于塑料薄膜上形成約1mm厚的單組分液膜。將比較例2中的疏水性微孔絕熱板的一個(gè)面輕輕放置于液膜上，確認(rèn)表面浸涂完全后再進(jìn)行反面面的浸涂。30分鐘內(nèi)就可表干，24小時(shí)后進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表5。實(shí)施例4采用雙組分涂料噴槍將A和B組分按重量比1：1混合制成的雙組份組合物噴涂于直立放置的比較例2的疏水性微孔絕熱板表面。正面噴涂完之后噴涂反面。板在噴涂30分鐘內(nèi)就可表干，24小時(shí)后用于評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表5。表5*：+代表不好；++代表有提高；+++代表有很大提高。實(shí)施例5室溫固化的磷酸鹽涂料的制備：制備室溫固化磷酸鹽微孔絕熱材料表面涂層組合物，雙組分組合物的配置如表6和表7所示：表6A組成重量份氧化鋁5氧化鎂20無(wú)定型氧化硅0水40表7B組成重量份氫氧化鎂0磷酸二氫鋁10天然硅鈣石15水40單組分組合物的配比將以上A和B組分按1：1的重量比進(jìn)行混合。微孔絕熱材料的制備：將親水性微孔絕熱材料組合物按照表8指定的各組分的重量份，在高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，然后通過(guò)壓機(jī)在模具中壓制成型。表8將疏水性微孔絕熱材料組合物按照表9指定的各組分的重量份，在高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，然后通過(guò)壓機(jī)在模具中壓制成型。表9采用單組份浸涂法將室溫固化磷酸鹽微孔絕熱材料表面涂層組合物置于親水性微孔絕熱成型材料或疏水性微孔絕熱成型材料表面，具體來(lái)說(shuō)，是將A組分和B組分分別在高速混合機(jī)中進(jìn)行分散，然后將其混合，倒出鋪于塑料薄膜上形成1mm厚的單組分液膜，將親水性微孔絕熱成型材料或疏水性微孔絕熱成型材料放置于液膜上，確認(rèn)表面浸涂完全后再對(duì)未浸漬到的表面進(jìn)行浸涂，最后在室溫下進(jìn)行固化，即獲得高強(qiáng)度防水性納米微孔保溫板實(shí)施例6室溫固化的磷酸鹽涂料的制備：制備室溫固化磷酸鹽微孔絕熱材料表面涂層組合物，雙組分組合物的配置如表10和表11所示：表10A組成重量份氧化鋁20氧化鎂5無(wú)定型氧化硅40水10表11B組成重量份氫氧化鎂20磷酸二氫鋁30天然硅鈣石0水10單組分組合物的配比將以上A和B組分按1：1的重量比進(jìn)行混合。親水性或疏水性微孔絕熱材料的制備：將親水性微孔絕熱材料組合物按照表12指定的各組分的重量份，在高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，然后通過(guò)壓機(jī)在模具中壓制成型。表12組成重量份納米沉淀二氧化硅80氧化鋁0氧化鐵50高硅氧纖維1將疏水性微孔絕熱材料組合物按照表13指定的各組分的重量份，在高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合，然后通過(guò)壓機(jī)在模具中壓制成型。表13組成重量份OCI公司KD-1580氧化鋯0氧化鐵50玻璃纖維1采用雙組份噴涂法將室溫固化磷酸鹽微孔絕熱材料表面涂層組合物置于親水性微孔絕熱成型材料或疏水性微孔絕熱成型材料表面，具體來(lái)說(shuō)，將A組 分和B組分分別在高速混合機(jī)中進(jìn)行分散，然后采用雙組分涂料噴槍將A和B組分按重量比為1：1混合噴涂于直立放置的親水性微孔絕熱成型材料或疏水性微孔絕熱成型材料表面，重復(fù)數(shù)次以噴涂完全，最后在室溫下進(jìn)行固化，即獲得高強(qiáng)度防水性納米微孔保溫板。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3