具有类真空结构的保温材料及其制备方法技术

公开了一种具有类真空结构的保温材料的制备方法，包括：将无机材料的空心微珠与有机膨胀微球以(1~25):(0.01~5)的质量比例相混合，以形成混合物；以及在所述混合物中加入结合剂。还公开了一种具有类真空结构的保温材料，其是本发明专利技术的任何一个实施例的制备方法制备的。

【技术实现步骤摘要】
具有类真空结构的保温材料及其制备方法
本专利技术涉及保温材料
,具体涉及一种具有类真空结构的保温材料及其制备方法。
技术介绍
现有的保温材料一般分为三种如下形式：1、纤维材料，如岩棉、玻璃纤维、硅酸铝纤维等；2、多孔材料，如有机发泡材料、海泡石、珍珠岩、二氧化硅气凝胶等；3、真空绝热材料。前两种材料大部分是利用纤维间的空气或孔隙间的空气隔热，所以这些材料的导热系数不会低于空气的导热系数（0.023w/m·K）。而真空材料由于采用真空结构,可以获得极低的导热系数。但是真空结构的获得非常困难，特别是长期保持稳定的真空状态非常困难。所以在市场上能够形成规模的真空保温材料非常少见。因此，本领域中需要一种能够克服现有技术缺点的保温材料及其制备方法的解决方案。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，提供了一种具有类真空结构的保温材料的制备方法，包括：将无机材料的空心微珠与有机膨胀微球以(1~25):(0.01~5)的质量比例相混合，以形成混合物；以及在所述混合物中加入结合剂。在本专利技术的另一个方面，提供了一种具有类真空结构的保温材料，其是根据本专利技术的任何一个实施例的制备方法制备的。根据本专利技术的实施例，将无机材料膨胀空心微珠与有机高分子聚合物膨胀空心微球两种空心壳体材料配合使用，并与其他结合剂材料（树脂或乳液等）复合，形成一种具有致密连续的内部空心壳体紧密排布的类真空结构的任何复合材料，使材料获得很低的导热系数和很高的声阻，成为一种高效的保温隔音材料。附图说明图1示出了根据本专利技术的实施例的一种具有类真空结构的保温材料的制备方法的流程图。具体实施方式下面参照附图详细描述本专利技术的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属
的技术人员更全面地了解本专利技术。但是，对于所属
内的技术人员明显的是，本专利技术的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本专利技术并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本专利技术，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。本说明书中涉及的各术语的含义一般为本领域中的通常含义，或者为本领域技术人员在阅读本说明书之后所正常理解的含义。本说明书中的用语“包括”、“包含”是开放式的，即除了所提及的各要素外，还可能包括其他未提及的要素。本说明书中描述的各成分含量的具体数值仅用来表示各成分含量之间的比例关系，并不是用于将各成分含量限定于任何绝对数值。本说明书中描述的各成分含量的具体数值以及各工艺条件的具体数值用来表示该数值上下的一个范围，例如该数值上下15%的范围，而不是用于将其限定于一个精确的数值。本专利技术采用氧化硅铝等无机材料的空心微珠与丙烯酸等有机材料发泡的空心微球相结合的方式可以形成一种致密的类真空层。由于无机空心微珠的强度很高，而有机空心微球的弹性很好，两种材料相结合在交联剂的作用下，可以形成一种致密的连续的类真空结构。这种类真空结构可以使材料获得很低的导热系数和很高的声阻，成为一种高效的保温隔音材料。玻璃空心微珠（或陶瓷空心微珠）具有很好的闭孔空心壳体结构，内部呈负压状态。我们知道，所有物理状态中，真空状态具有最好的绝热效果。在真空状态下，热传递是无法发生的，所以这种具有真空结构的壳体材料，理论上可以具备很好地绝热效果。但在实践中，采用玻化微珠制作的保温砂浆导热系数只有0.065w/m.k。这主要是由于刚性微珠之间无法实现这种真空壳体的紧密排布，在微珠的边缘之间形成了大量的微观热桥，从而降低了整体的传热热阻，升高了材料的导热系数。本专利技术在无机材料制作的刚性强度很高的玻璃微珠（或陶瓷微珠）之间充入了具有很好弹性的有机发泡微球粉体。这种微球是采用丙烯酸聚合物、环氧聚合物、三聚氰胺、聚酰亚胺等高分子材料用物理或化学方法制成空心壳体球型粉体材料。这种材料具备极低的导热系数和弹性模量，一般用于涂层的填充剂，以增加涂层的表面弹性或用于增加材料的体积。当玻化微珠中间填充了有机微球之后，微珠之间的交联更加致密，在整个材料体系内分布更加均匀。涂层成膜过程中的收缩应力被有机微球很好地吸收，类似于机械密封结构中采用柔性密封垫增加密封性的原理，极大地减少了无机材料的密闭间隙，从而形成很好的热阻。本专利技术采用这种壳体结构制作的保温涂料、保温预制板材、型材的导热系数可以达到0.015w/m.k。材料密度（涂料成膜后的密度）可以达到110kg/m3。现参照图1，其示出了根据本专利技术的实施例的一种具有类真空结构的保温材料的制备方法。如图中所示，该方法包括以下步骤：步骤一，将无机材料的空心微珠与有机膨胀微球以(1~25):(0.01~5)的质量比例相混合，以形成混合物；以及步骤二，在所述混合物中加入结合剂。在一些实施例中，所述无机材料的空心微珠为玻化空心微珠或陶瓷空心微珠，所述有机膨胀微球为有机高分子聚合物膨胀空心微球。在一些实施例中，所述有机膨胀微球为采用丙烯酸聚合物、环氧聚合物、三聚氰胺或聚酰亚胺待高分子材料以物理或化学方法制成的空心壳体球型粉体材料，例如，诸如Expancel可膨胀热塑性微球等有机高分子聚合物膨胀空心微球。在一些实施例中，所述玻化空心微珠或陶瓷空心微珠与所述有机膨胀微球的混合质量比例为大致5:2，或者大致11:2。在一些实施例中，所述结合剂为高分子共聚物乳液，其与所述混合物的质量比例为大致1:1，且所述方法还包括如下步骤：在所述混合物中加入结合剂后，进行搅拌和陈化，从而制得保温涂料。在一些进一步的实施例中，所述高分子共聚物乳液可以为丙烯酸酯共聚物乳液或聚氨酯共聚物乳液等。在另一些实施例中，所述结合剂为碳酸钙粉体，其与所述混合物的质量比例为大致1:3，且所述方法还包括如下步骤：在所述混合物中加入结合剂后，加入20%左右的去离子水（即去离子水的质量占比为20%左右）；进行搅拌和陈化后得到膏状物；以及将所述膏状物灌模、热压成型并烘干，从而制得保温（隔音）无机板材。在一些进一步的实施例中，所述制备方法还包括如下步骤：在加入去离子水后，还加入1-5%的纤维。所述陈化例如可以40分钟左右，所获得的膏状物的粘度例如可以为20000mPa•s以上。所述热压成型例如可以由热压机在温度110~180℃、压力30兆帕下实现。所述烘干例如可以由烘干隧道窑进行。在另一些实施例中，所述结合剂为有机粘接剂，所述混合物的质量分数为1~55%，且所述方法还包括如下步骤：加温模注或轧制或挤出成型，从而制得保温隔音有机板材或卷材。所述混合物的质量分数即加入结合剂后混合物所占的质量分数，且具体可以为例如15%左右，或35%左右。在一些进一步的实施例中，所述制备方法还可包括如下步骤：在所述混合物中加入有机粘接剂后，再加入1-5%的纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有类真空结构的保温材料的制备方法，包括：/n将无机材料的空心微珠与有机膨胀微球以(1~25):(0.01~5)的质量比例相混合，以形成混合物；以及/n在所述混合物中加入结合剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有类真空结构的保温材料的制备方法，包括：
将无机材料的空心微珠与有机膨胀微球以(1~25):(0.01~5)的质量比例相混合，以形成混合物；以及
在所述混合物中加入结合剂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述无机材料的空心微珠为玻化空心微珠或陶瓷空心微珠，所述有机膨胀微球为有机高分子聚合物膨胀空心微球。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述有机膨胀微球为采用丙烯酸聚合物、环氧聚合物、三聚氰胺或聚酰亚胺以物理或化学方法制成的空心壳体球型粉体材料。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述结合剂为高分子共聚物乳液，其与所述混合物的质量比例为1:1，且所述方法还包括：
进行搅拌和陈化，从而制得保温涂料。


5.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述结合剂为碳酸钙粉体，其与所述混合物的质量比例为1:3，且所述方法还包括：
加入20%的去离子水；
进行搅拌和陈化后得...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立春，
申请(专利权)人：天津天工佳品科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12