一種無機保溫材料及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種無機保溫材料及其制備方法，屬于保溫材料技術(shù)領域。所述的無機保溫材料是由以下重量份配比的各組分制成：氣凝膠70～80份、無機納米材料2～6份、硬硅鈣石1～3份、改性聚丙烯纖維4～8份、陶瓷粉體遮光劑3～7份、無水氯化鈣0.4～0.8份、粘結(jié)劑2～4份、空心微球30～45份、聚乙二醇3～5份、珍珠巖4～6份、硅灰2～6份、阻燃劑1～3份、鋁粉0.2～0.4份、甲基硅酸鈉0.1～0.3份。本發(fā)明專利技術(shù)通過復合氣凝膠、兩個空心微球、內(nèi)-外結(jié)合使用鋁粉等，有效地提高無機保溫材料的綜合性能，從而推進其在保溫材料工程中的推廣與應用。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種無機保溫材料及其制備方法，屬于保溫材料

技術(shù)介紹
保溫材料一般是指導熱系數(shù)小于或等于0.2的材料。其具有節(jié)約能源、降低能耗、減少有害物質(zhì)排放、改善人們生活環(huán)境和延長建筑物使用壽命的作用，逐漸地成為建筑材料的重要組成部分。尤其在如今人們生活水平日益增長和能源日趨匱乏的環(huán)境下，保溫材料的重要性越來越凸顯。目前，我國常用的建筑保溫材料可以分為有機類保溫材料和無機類保溫材料。其中，有機類保溫材料包括了聚苯乙烯泡沫材料、發(fā)泡橡膠材料、聚氨酯泡沫材料等，此類保溫材料雖然密度小、導熱系數(shù)小、絕緣性能好、保溫性好，但是強度比較低、耐熱差、耐老化差、使用壽命短、且易燃燒，容易構(gòu)成引發(fā)火災；無機類保溫材料包括了巖棉、礦渣棉、玻璃棉、水泥發(fā)泡材料等，此類保溫材料雖然耐熱、阻燃效果好、穩(wěn)定性高、施工便捷，但容重大，材料缺乏韌性，且保溫效果欠佳。因此，為了解決這些技術(shù)問題，人們開始了探索與研究新的保溫材料-納米隔熱保溫材料。納米隔熱保溫材料是一種直徑在數(shù)十納米的SiO2顆粒，配合紅外遮光劑和纖維等成分，經(jīng)過一系列物理和化學反應得到的新型材料。其不僅具有極低的導熱系數(shù)，隔熱性能是傳統(tǒng)材料(陶瓷纖維，硅酸鈣，巖棉等)的3～4倍，而且導熱系數(shù)在高溫段上升很小，高達1000℃的耐溫。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，為了使納米隔熱保溫材料具有良好的機械加工性和廣泛的使用范圍，在納米隔熱保溫材料中添加了一定比例的纖維增強物及粘結(jié)劑。專利技術(shù)專利“一種納米孔保溫材料及其制備方法”(專利號：CN104311096A)利用氣相納米二氧化硅、增強纖維、紅外遮光劑、三氧化二鋁、磷酸來制備導熱系數(shù)小于0.015W/(m·K)的納米孔保溫材料；專利技術(shù)專利“納米級絕熱板及其制作方法”(專利號：CN102828563B)利用納米級氣相二氧化硅、增強纖維、遠紅外添加劑、碳化硅、干燥劑、粘合劑來制備導熱系數(shù)低于0.008W/(m·K)的納米級絕熱板。雖然這些納米保溫材料通過摻入增強材料，解決了二氧化硅氣凝膠材料的固有強度低、脆性大等缺點，但是單一氣凝膠的性能非常有限的，使得其在保溫材料工程中的推廣和應用受到限制。因此，探索與研究如何改善保溫材料的性能是非常有價值的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提出了一種無機保溫材料及其制備方法。本專利技術(shù)為解決上述問題所采取的技術(shù)方案為：一種無機保溫材料，由以下重量份配比的各組分制成：氣凝膠70～80份、無機納米材料2～6份、硬硅鈣石1～3份、改性聚丙烯纖維4～8份、陶瓷粉體遮光劑3～7份、無水氯化鈣0.4～0.8份、粘結(jié)劑2～4份、空心微球30～45份、聚乙二醇3～5份、珍珠巖4～6份、硅灰2～6份、阻燃劑1～3份、鋁粉0.2～0.4份、甲基硅酸鈉0.1～0.3份。優(yōu)選地，一種無機保溫材料，由以下重量份配比的各組分制成：氣凝膠75份、無機納米材料4份、硬硅鈣石2份、改性聚丙烯纖維6份、陶瓷粉體遮光劑5份、無水氯化鈣0.6份、粘結(jié)劑3份、空心微球38份、聚乙二醇4份、珍珠巖5份、硅灰4份、阻燃劑2份、鋁粉0.3份、甲基硅酸鈉0.2份。其中，所述的氣凝膠是復合氣凝膠，按重量份由二氧化鈦/二氧化硅二元氣凝膠35～40份、氧化鋁/二氧化硅/氧化鋯三元氣凝膠35～40份混合而成。所述的二氧化鈦/二氧化硅二元氣凝膠的平均粒徑為20nm，比表面積為250±50㎡/g，壓實密度為80g±10/l，二氧化鈦與二氧化硅的摩爾比為1:1；所述的氧化鋁/二氧化硅/氧化鋯三元氣凝膠的平均粒徑為40nm，比表面積為240±50㎡/g，壓實密度為90g±10/l，氧化鋁、二氧化硅與氧化鋯的摩爾比為1:1:1；所述的無機納米材料為納米氫氧化鋁，其粒度為60～80nm；所述的硬硅鈣石的顆粒尺寸為25μm；所述的改性聚丙烯纖維的直徑為8μm；所述的陶瓷粉體遮光劑為碳化硅，其平均粒徑為4～6μm；所述的無水氯化鈣的顆粒為3㎜；所述的粘結(jié)劑為聚乙烯醇；所述的空心微球為玻璃空心微球15～20份、氧化鋯空心微球15～25份混合而成；所述的阻燃劑為氫氧化鎂；所述的珍珠巖、硅灰、鋁粉的粒度為1～3㎜。所述無機保溫材料的制備方法，包括以下步驟：(1)按照重量份配比稱取所需的組分，先將氣凝膠、硬硅鈣石加到混合機上混合，混合10～15min，混合轉(zhuǎn)速為100～200r/min，然后再加入用乙醇處理后的改性聚丙烯纖維混合，混合20～30min，混合轉(zhuǎn)速為200～400r/min，最后加入聚乙二醇混合，混合30～40min，混合轉(zhuǎn)速為400～500r/min，得到混合物A，備用；(2)先將無機納米材料、陶瓷粉體遮光劑、珍珠巖、硅灰、鋁粉加到混合機上混合，混合10～15min，混合轉(zhuǎn)速為100～200r/min，然后再加粘結(jié)劑混合，其中粘結(jié)劑為5～10％聚乙烯醇溶液，混合20～30min，混合轉(zhuǎn)速為200～400r/min，最后加入空心微球繼續(xù)混合，混合30～40min，混合轉(zhuǎn)速為400～500r/min，得到混合物B，備用；(3)先將混合物A、混合物B、阻燃劑、甲基硅酸鈉加到混合機上混合，混合40～60min，混合轉(zhuǎn)速為700～800r/min，然后再加無水氯化鈣混合，混合20～40min，混合轉(zhuǎn)速為900～1000r/min，得到混合物C，備用；(4)將混合物C在溫度400～500℃，壓力1～3MPa，保溫時間20～30min條件下壓制成型，得到成型材料；(5)將脫模后的成型材料放入馬沸爐煅燒，煅燒溫度為400～500℃，保溫時間1～2h；(6)待步驟(5)處理得到的材料冷卻后，在材料表面覆設鋁箔質(zhì)反射層，真空壓制成型，即得所述的無機保溫材料。本專利技術(shù)的有益效果是：1、復合氣凝膠有效地克服了單一氣凝膠性能的缺陷。二氧化硅氣凝膠是一種由膠體粒子相互聚集而成的納米多孔固體材料，具有質(zhì)量輕、孔隙率高、體積小、比表面積大、隔熱性能好等特點，但純的二氧化硅氣凝膠的紅外熱輻射隨著溫度的升高而急劇升高，限制了其在高溫條件下的應用，而二氧化鈦氣凝膠具有良好的化學穩(wěn)定性、紅外吸收性、光催化性和耐2000℃高溫等特性，將其加入二氧化硅氣凝膠中，可以有效地降低紅外熱輻射，同時在高溫下，氧化鋁氣凝膠有著比二氧化硅更加優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和隔熱本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種無機保溫材料，其特征在于：由以下重量份配比的各組分制成：氣凝膠70～80份、無機納米材料2～6份、硬硅鈣石1～3份、改性聚丙烯纖維4～8份、陶瓷粉體遮光劑3～7份、無水氯化鈣0.4～0.8份、粘結(jié)劑2～4份、空心微球30～45份、聚乙二醇3～5份、珍珠巖4～6份、硅灰2～6份、阻燃劑1～3份、鋁粉0.2～0.4份、甲基硅酸鈉0.1～0.3份。其中，所述的氣凝膠是復合氣凝膠，按重量份由二氧化鈦/二氧化硅二元氣凝膠35～40份、氧化鋁/二氧化硅/氧化鋯三元氣凝膠35～40份混合而成；所述的二氧化鈦/二氧化硅二元氣凝膠的平均粒徑為20nm，比表面積為250±50㎡/g，壓實密度為80g±10/l，二氧化鈦與二氧化硅的摩爾比為1:1；所述的氧化鋁/二氧化硅/氧化鋯三元氣凝膠的平均粒徑為40nm，比表面積為240±50㎡/g，壓實密度為90g±10/l，氧化鋁、二氧化硅與氧化鋯的摩爾比為1:1:1；所述的無機納米材料為納米氫氧化鋁，其粒度為60～80nm；所述的硬硅鈣石的顆粒尺寸為25μm；所述的改性聚丙烯纖維的直徑為8μm；所述的陶瓷粉體遮光劑為碳化硅，其平均粒徑為4～6μm；所述的無水氯化鈣的顆粒為3㎜；所述的粘結(jié)劑為聚乙烯醇；所述的空心微球為玻璃空心微球15～20份、氧化鋯空心微球15～25份混合而成；所述的阻燃劑為氫氧化鎂；所述的珍珠巖、硅灰、鋁粉的粒度為1～3㎜。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無機保溫材料，其特征在于：由以下重量份配比的各組分制
成：氣凝膠70～80份、無機納米材料2～6份、硬硅鈣石1～3份、改性聚丙
烯纖維4～8份、陶瓷粉體遮光劑3～7份、無水氯化鈣0.4～0.8份、粘結(jié)劑
2～4份、空心微球30～45份、聚乙二醇3～5份、珍珠巖4～6份、硅灰2～6
份、阻燃劑1～3份、鋁粉0.2～0.4份、甲基硅酸鈉0.1～0.3份。
其中，所述的氣凝膠是復合氣凝膠，按重量份由二氧化鈦/二氧化硅
二元氣凝膠35～40份、氧化鋁/二氧化硅/氧化鋯三元氣凝膠35～40份混合
而成；
所述的二氧化鈦/二氧化硅二元氣凝膠的平均粒徑為20nm，比表面積
為250±50㎡/g，壓實密度為80g±10/l，二氧化鈦與二氧化硅的摩爾
比為1:1；
所述的氧化鋁/二氧化硅/氧化鋯三元氣凝膠的平均粒徑為40nm，比
表面積為240±50㎡/g，壓實密度為90g±10/l，氧化鋁、二氧化硅與
氧化鋯的摩爾比為1:1:1；
所述的無機納米材料為納米氫氧化鋁，其粒度為60～80nm；所述的
硬硅鈣石的顆粒尺寸為25μm；所述的改性聚丙烯纖維的直徑為8μm；
所述的陶瓷粉體遮光劑為碳化硅，其平均粒徑為4～6μm；所述的無
水氯化鈣的顆粒為3㎜；所述的粘結(jié)劑為聚乙烯醇；
所述的空心微球為玻璃空心微球15～20份、氧化鋯空心微球15～25份
混合而成；所述的阻燃劑為氫氧化鎂；所述的珍珠巖、硅灰、鋁粉的粒度
為1～3㎜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機保溫材料的制備方法，其特征...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葛宏盛，
申請(專利權(quán))人：葛宏盛，
類型：發(fā)明
國別省市：廣西;45