一种耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料制造技术

本发明专利技术属于隔热领域，具体涉及一种耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料及其制备方法，按重量份计，至少包括以下组分：二氧化硅气凝胶20～60份、烷基酚聚氧乙烯醚6～8份、有机溶剂8～24份、橡胶组合物150～200份、改性发泡剂5～8份、有机过氧化物4～8份、助剂60～80份。

A high temperature silica aerogel insulation material

The invention belongs to the field of heat insulation, and particularly relates to a heat-resistant silica aerogel insulation material and a preparation method thereof. According to the weight portion, it comprises at least the following components: 20~60 silica aerogels, 6~8 alkylphenol polyoxyethylene ether, 8~24 organic solvents, 150~200 rubber compositions, 5~8 modified foaming agents, 4~8 organic peroxides, and auxiliary 60~80. Copies.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料
本专利技术属于隔热领域，具体涉及一种耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料。
技术介绍
SiO2气凝胶具有纳米多孔结构，其孔隙率高达90％以上，密度最低可至0.001g/cm3，是目前世界上所知最轻的固体材料，也是公认的导热系数最低的材料，其导热系数比空气还要低，因此其具有很广泛的使用前景。SiO2气凝胶由于其很好的隔热性能，被认为是目前世界上隔热效果最好的，使用前景最好的绝热材料，但是作为一种气凝胶本身具有气凝胶固有的很多缺点，如强度低、脆性大、成本高等制约了其在工程应用中的推广。现有解决方法有以下几种：1)将无机短纤维与泡沫陶瓷在一定的条件下复合(参见101475400A《一种泡沫陶瓷增强纤维多孔陶瓷》)，大大提高了泡沫陶瓷的强度，但其隔热性能较差；2)将气凝胶与短纤维复合，即在溶胶过程中加入分散好的无机短纤维，让纤维伴随整个溶胶凝胶的过程，最终通过超临界流体干燥形成材料(参见97106652.3号《改性纳米保温材料及其生产工艺》)，虽然其机械强度有所提高，但仍难以满足苛刻环境的使用要求，再者其采用超临界流体干燥，成本高、安全性差、设备复杂，而且强度也较低；3)纤维预制体与气凝胶材料的复合，利用浸渗工艺将溶胶浸渗如纤维预制体中，然后通过超临界流体干燥(参见200510031952.0《一种气凝胶复合材料及其制备方法》)，虽然机械强度导热性能等有很大提高，纤维预制体做骨架时的强度与泡沫陶瓷相比仍然要小很多，加之其采用超临界流体干燥，设备复杂，危险性大，成本高。本专利技术提供一种耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料，按重量份计，制备原料至少包括以下组分：二氧化硅气凝胶20～60份、烷基酚聚氧乙烯醚6～8份、有机溶剂8～24份、橡胶组合物150～200份、改性发泡剂5～8份、有机过氧化物4～8份、助剂60～80份。进一步地，所述橡胶组合物包括改性丁腈橡胶、乙烯基聚合物。更进一步地，所述橡胶组合物还包括1,3-二(3-羟基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二(4-羟基丁基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷中的至少一种；所述改性丁腈橡胶选自羧基丁腈橡胶、端羧基丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶的一种或者多种。更进一步的，所述羧基丁腈橡胶、1,3-二(3-羟基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的质量比为1：(2～4)。进一步地，所述改性发泡剂的原料为有机发泡剂和/或含锌化合物。更进一步地，所述有机发泡剂选自偶氮二甲酰胺、4，4'-二-磺酰肼二苯醚、N，N'-二亚硝基五次甲基四胺中的一种或者多种。更进一步地，所述含锌化合物选自甘氨酸锌、碳酸锌、硬脂酸锌中的一种或者多种。进一步地，所述有机过氧化物为过氧化二异丙苯和/或过氧化苯甲酰。本专利技术还提供了上述耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料的制备方法，它至少包括以下步骤：(1)复合凝胶的制备：将二氧化硅气凝胶与烷基酚聚氧乙烯醚混合搅均匀，然后调节pH值为5～6，再升温至40～60℃，静置25～30h，再加入有机溶剂，静置后制得复合凝胶；(2)发泡橡胶颗粒的制备：将橡胶组合物在转矩流变仪中混合均匀，再按顺序依次加入改性发泡剂、有机过氧化物、助剂在捏炼机中捏炼均匀，得到混炼胶A；将所述混炼胶A在开炼机中经过开练，挤出成型后制得发泡橡胶颗粒；(3)耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料的制备：将步骤(2)所述发泡橡胶颗粒加入到步骤(1)所述复合凝胶中，室温下搅拌5～6h，再在70～85℃下搅拌7～9h，取出颗粒，使用流化床干燥2～4h，再采用超临界二氧化碳对颗粒进行干燥，得到耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料。进一步地，所述步骤(3)发泡橡胶颗粒、复合凝胶的质量比为(4～10)：1。本专利技术的有益效果在于：提供了一种耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料及其制备方法，一方面，该隔热材料在使用过程中具有优异的隔热性能，另一方面提高了隔热材料的力学性能。具体实施方式结合以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本专利技术的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本专利技术的范围之外。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料，按重量份计，制备原料至少包括以下组分：二氧化硅气凝胶20～60份、烷基酚聚氧乙烯醚6～8份、有机溶剂8～24份、橡胶组合物150～200份、改性发泡剂5～8份、有机过氧化物4～8份、助剂60～80份。二氧化硅气凝胶SiO2气凝胶具有纳米多孔结构，其孔隙率高达90％以上，密度最低可至0.001g/cm3，是目前世界上所知最轻的固体材料，也是公认的导热系数最低的材料，其导热系数比空气还要低。在一些优选的实施方式中，本申请中的二氧化硅气凝胶购自上海紫一试剂厂，牌号名为180110132912。烷基酚聚氧乙烯醚在一些优选的实施方式中，所述烷基酚聚氧乙烯醚选自二苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或者多种。进一步优选的，所述烷基酚聚氧乙烯醚为壬基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚。更进一步优选的，所述壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚的质量比为(0.5～1)：1。本申请中的壬基酚聚氧乙烯醚(CAS号26027-38-3)，购自常州驰源化工有限公司；本申请中的辛基酚聚氧乙烯醚(CAS号9036-19-5)，购自临沂国立化工有限公司。有机溶剂有机溶剂是一大类在生活和生产中广泛应用的有机化合物。在一些优选的实施方式中，所述有机溶剂选自丙酮、乙醇、异丙醇中的一种或者多种。进一步优选的，所述有机溶剂为异丙醇。本申请中的异丙醇(CAS号67-63-0)，购自上海迈瑞尔化学技术有限公司。橡胶组合物橡胶是一种具有可逆形变的高弹性聚合物材料，将不同材料组合在一起构成橡胶组合物可以改善橡胶的性能。在一些优选的实施方式中，所述橡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料，其特征在于，按重量份计，制备原料至少包括以下组分：二氧化硅气凝胶20～60份、烷基酚聚氧乙烯醚6～8份、有机溶剂8～24份、橡胶组合物150～200份、改性发泡剂5～8份、有机过氧化物4～8份、助剂60～80份。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料，其特征在于，按重量份计，制备原料至少包括以下组分：二氧化硅气凝胶20～60份、烷基酚聚氧乙烯醚6～8份、有机溶剂8～24份、橡胶组合物150～200份、改性发泡剂5～8份、有机过氧化物4～8份、助剂60～80份。


2.如权利要求1所述的耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料，其特征在于，所述橡胶组合物包括改性丁腈橡胶和乙烯基聚合物。


3.如权利要求2所述的耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料，其特征在于，所述橡胶组合物还包括1,3-二(3-羟基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二(4-羟基丁基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷中的至少一种；所述改性丁腈橡胶选自羧基丁腈橡胶、端羧基丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶中的一种或者多种。


4.如权利要求3所述的耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料，其特征在于，所述羧基丁腈橡胶、1,3-二(3-羟基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的质量比为1：(2～4)。


5.如权利要求1所述的耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料，其特征在于，所述改性发泡剂的原料为有机发泡剂和/或含锌化合物。


6.如权利要求5所述的耐高温二氧化硅气凝胶隔热材料，其特征在于，所述有机发泡剂选自偶氮二甲酰胺、4，4'-二-磺酰肼二苯醚、N，N'-二亚硝基五次甲基四胺中的一种或者多种。

【专利技术属性】
技术研发人员：唐雪金，
申请(专利权)人：唐雪金，
类型：发明
国别省市：广东;44