本發明專利技術涉及一種氣凝膠芯材膠囊和其制成的涂料及其制備方法，特別涉及以采用懸浮包衣法將氣凝膠顆粒膠囊化，再以氣凝膠顆粒為芯材的膠囊作為主要隔熱組分，通過添加成膜劑、增強粉料、功能粉料、外加劑，制備出一種具備有納米多孔結構的涂料。本發明專利技術采用懸浮包衣法將氣凝膠顆粒膠囊化，避免了水或其它試劑滲入到氣凝膠納米孔顆粒產生毛細管力而導致孔洞結構破壞，從而制備出具有完好納米孔結構的涂料。本發明專利技術制成的涂料具有優異的隔熱性，操作簡易、生產成本低、綠色環保、安全，可應用于航天軍工、冶金鍛造、石油煉化、電力、船舶、等領域的爐膛、管線、閥門、儲罐等裝備的隔熱防腐，也可用于建筑領域的保溫隔熱。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，特別涉及以采用懸浮包衣法將氣凝膠顆粒膠囊化，再以氣凝膠顆粒為芯材的膠囊作為主要隔熱組分，通過添加成膜劑、增強粉料、功能粉料、外加劑，制備出一種具備有納米多孔結構的涂料。本專利技術采用懸浮包衣法將氣凝膠顆粒膠囊化，避免了水或其它試劑滲入到氣凝膠納米孔顆粒產生毛細管力而導致孔洞結構破壞，從而制備出具有完好納米孔結構的涂料。本專利技術采用的懸浮包衣法將氣凝膠顆粒膠囊化有效利用了氣凝膠顆粒輕質易懸浮，高表面積吸附力強表面易包覆的特點，設備簡易，易于連續化自動化的大批量生產。本專利技術以氣凝膠顆粒為芯材的膠囊作為主要隔熱組分制成的涂料具有操作簡易、生產成本低、綠色環保、安全，具有優異的隔熱性能，還可集成防腐、防紅外線紫外線和電磁屏蔽等功能，可應用于航天軍工、冶金鍛造、石油煉化、電力、船舶、等領域的爐膛、管線、閥門、儲罐等裝備的隔熱防腐，也可用于建筑領域的保溫隔熱。
技術介紹
氣凝膠材料是一種納米多孔材料，因內部具有納米尺寸孔洞結構，表現出的“無窮長路徑”、“零對流”、“無窮多遮熱板”效應分別顯著消弱了熱量傳遞的傳導、對流和輻射三種方式，因而顯示出了低于空氣的超低導熱系數，成為目前性能最好的絕熱材料。隨著氣凝膠技術成熟和氣凝膠產業化的推進，出現了將氣凝膠粉體加入到涂料中的新申請專利。專利CN201210023962.X公開了一種Si02氣凝膠隔熱保溫乳膠涂料及其制備方法，由Si02氣凝膠顆粒、乳膠漆和水按一定的比例混合攪拌而成。專利CN201310277651.0公開了一種二氧化硅氣凝膠微球復合隔熱涂料，其主要制備過程為:通過自制的二氧化硅氣凝膠微球與聚合物乳液混合，得到具有優異隔熱性的二氧化硅氣凝膠復合隔熱涂料。專利CN201010601347.3公開了一種納米氣凝膠保溫涂料的制備方法，氣凝膠與水性涂料、溶劑性涂料、粉末涂料或高固體粉涂料以重量份數比1:10-50混合均勻后即可使用。CN201310228556.1公開了一種二氧化硅氣凝膠涂料及其應用，其是由以下質量份的成分組成:二氧化硅氣凝膠粉10-30份，成膜劑100-120份，固化劑1-2份，成膜助劑1_2份。專利CN201410137201.6公開了一種氣凝膠保溫隔熱涂料制備方法，包括以下重量份成分:氣凝膠1-60份，成膜樹脂10-60份，功能性材料10-65份，助劑1_10份；所述功能性材料為硅晶須、陶瓷晶須、滑石粉、云母粉中的一種或多種；所述助劑包括消泡劑、潤濕劑、流平劑、分散劑。上述專利的公開和實施，將有利于氣凝膠在高性能涂料開發和應用的推進，但是仍然存在致命的缺點:氣凝膠作為開孔結構的納米多孔材料，疏水性的氣凝膠粉末很難在水性環境中與其他物料混合，在油性中所得產品不僅環保，有機試劑進入氣凝膠孔洞結構同樣會導致氣凝膠結構顯著的破壞；如果選用親水性氣凝膠粉末在水性環境中會轉化成水凝膠，凝膠孔洞的納米結構將因水相巨大的表面張力產生的毛細管力導致孔洞結構塌落，無法發揮技術人員所期望的納米孔隔熱效益。為解決氣凝膠開孔結構容易在試劑浸入后遭到破壞，專利CN200710144320.4公開了一種含有氣凝膠顆粒的粉末涂料及其制備方法，1)按體積百分比氣凝膠顆粒為5?80%和粉末樹脂為20?95%混合；2)混合后的物料送入熔融擠出機熔融擠出；3)通過冷卻壓片機壓成薄片；4)薄片經軋輥機粉碎成小片狀；5)將小片狀物料輸送入空氣分級磨設備中進行粉碎，制得粉末涂料。專利CN201210121966.1公開了一種可發性聚苯乙烯/Si02氣凝膠核殼復合顆粒的制備工藝，先進行水相溶液配制；再進行油相溶液配制；待反應釜中溫度到60°C，將油相溶液經核殼液滴發生器引入到水相溶液中，反應釜溫度設置90°C，通過控制苯乙烯單體在核殼液滴發生器的流速，實現對復合顆粒核殼比的控制，待反應釜溫度到90°C后，開始計時，2.5小時后加入戊烷，待溫度到100°C后，保溫3小時，降溫至40°C出料。本專利技術設計Si02氣凝膠/聚苯乙烯復合絕熱材料同時具有密度小、力學性能好、阻燃性好、導熱系數低等特點，制備出聚苯乙烯/Si02氣凝膠復合絕熱板的絕熱性能比目前建筑保溫用EPS板提高65.4%。專利CN 201210230531.0公開了一種二氧化硅氣凝膠水性隔熱涂料的制備方法，其特征在于所制備的Si02微球是內部疏水而外部親水，這種氣凝膠微球可加入水性涂料載體中，成為良好的隔熱材料。主要的制備方法是將制備好濕凝膠微球，在干燥之前，用有機硅烷或有機氯硅烷進行表面修飾劑，使其表面嫁接大量的烷氧基或烷基而疏水，或者直接制備疏水性濕凝膠微球。然后用親水性硅烷偶聯劑，對微球表面修飾，干燥得到的Si02微球是內部疏水而外部親水。上述專利部分解決了試劑浸入氣凝膠孔洞帶來的結構破壞，但是由于復合過程樹脂所占的體積比較大，得到氣凝膠粉末或顆粒的導熱系數依然較高，未能充分發揮氣凝膠的超級絕熱性能。為解決以上問題，本專利技術提出了。
技術實現思路
為解決氣凝膠顆粒在涂料領域應用的難題，本專利技術提出了氣凝膠芯材膠囊和其制成的涂料及其制備方法，氣凝膠芯材膠囊包括以下步驟。(1)使氣凝膠顆粒在氣態介質中處于懸浮狀態。所述氣凝膠包括氧化硅氣凝膠、氧化鋁氣凝膠、氧化鈦氣凝膠、氧化鋯氣凝膠、氧化鐵氣凝膠、氧化鈰氣凝膠、氧化釩氣凝膠和碳氣凝膠中的一種或多種。所述氣凝膠顆粒的粒徑為100nnT5mm。所述氣凝顆粒包含疏水氣凝膠顆粒和親水氣凝膠顆粒。所述氣態介質包括空氣、氮氣或二氧化碳。所述氣態介質溫度為零下50°C ~350°C。(2)向懸浮氣凝膠顆粒噴灑聚合物漿料。所述聚合物包括樹脂類、蛋白質類、纖維素類、植物膠類和蠟類中的一種或幾種，優選樹脂類。所述樹脂類包括熱塑性樹脂和熱固性樹脂。所述熱固性性樹脂，包括不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、呋喃樹脂、聚丁二烯樹脂、聚苯并咪唑樹脂、氰酸脂樹脂、聚氨酯、有機硅樹脂的一種或幾種。所述熱塑性樹脂，包括聚丙烯、聚碳酸酯、尼龍、聚醚醚酮、聚醚砜、聚乙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚異丁烯、天然橡膠、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚縮醛樹脂中的一種或幾種。所述蛋白質類包括骨膠、酪蛋白、纖維蛋白、血紅蛋白及聚氨基酸類中的一種或幾種。所述纖維素類包括乙基纖維素、硝酸纖維素、羧甲基纖維素、乙酸纖維素、纖維素乙酸酞酸酯和纖維素乙酸丁酸酞酸酯中的一種或幾種。所述植物膠類包括阿拉伯膠、瓊脂、褐藻酸鈉、鹿角膠、葡萄糖硫酸酯中的一種或幾種。所述蠟類包括石蠟、松香、紫膠、硬脂酸、甘油酸酯、蜂蠟、濁臘中的一種或幾種。所述聚合物漿料包括聚合物溶液、分散液或聚合物熔融液。所述聚合物溶液含有溶劑或當前第1頁1 2 3 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種氣凝膠芯材膠囊和其制成的涂料及其制備方法，其特征是，該氣凝膠芯材膠囊制備過程包括以下步驟：（1）使氣凝膠顆粒在氣態介質中處于懸浮狀態；所述氣凝膠包括氧化硅氣凝膠、氧化鋁氣凝膠、氧化鈦氣凝膠、氧化鋯氣凝膠、氧化鐵氣凝膠、氧化鈰氣凝膠、氧化釩氣凝膠和碳氣凝膠中的一種或多種；所述氣凝膠顆粒的粒徑為100nm~5mm；所述氣凝顆粒包含疏水氣凝膠顆粒和親水氣凝膠顆粒；所述氣態介質包括空氣、氮氣或二氧化碳；所述氣態介質溫度為零下50℃~350℃；（2）向懸浮氣凝膠顆粒噴灑聚合物漿料；所述聚合物包括樹脂類、蛋白質類、纖維素類、植物膠類和蠟類中的一種或幾種，優選樹脂類;所述樹脂類包括熱塑性樹脂和熱固性樹脂；?所述熱固性性樹脂，包括不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、呋喃樹脂、聚丁二烯樹脂、聚苯并咪唑樹脂、氰酸脂樹脂、聚氨酯、有機硅樹脂的一種或幾種；所述熱塑性樹脂，包括聚丙烯、聚碳酸酯、尼龍、聚醚醚酮、聚醚砜、聚乙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚異丁烯、天然橡膠、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚縮醛樹脂中的一種或幾種；所述蛋白質類包括骨膠、酪蛋白、纖維蛋白、血紅蛋白及聚氨基酸類中的一種或幾種；所述纖維素類包括乙基纖維素、硝酸纖維素、羧甲基纖維素、乙酸纖維素、纖維素乙酸酞酸酯和纖維素乙酸丁酸酞酸酯中的一種或幾種；所述植物膠類包括阿拉伯膠、瓊脂、褐藻酸鈉、鹿角膠、葡萄糖硫酸酯中的一種或幾種；?所述蠟類包括石蠟、松香、紫膠、硬脂酸、甘油酸酯、蜂蠟、濁臘中的一種或幾種；所述聚合物漿料包括聚合物溶液或聚合物熔融液；所述聚合物溶液含有稀釋劑包括脂肪烴、芳香烴、酯類、酮類、醇類和醚類，優選丙酮、丁酮、環己酮、苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丁醇、苯乙烯、汽油和煤油中的一種或幾種；（3）收集氣凝膠芯材膠囊。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：金承黎，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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