【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及保温材料制备，具体是涉及一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法。
技术介绍
1、随着工业的迅速发展，玻璃制造业也在不断发展。而在玻璃制造工艺中，需要采用窑碹顶来进行玻璃的加热和熔融。然而，传统的窑碹顶保温材料存在着许多问题，如保温性能较差、易脱落和易受损等等，这些问题影响了玻璃加工效率和产品质量。为了克服这些问题，科学家们研究开发出了一种新型的纳米二氧化硅复合保温材料，用于窑碹顶的保温。
2、纳米二氧化硅复合保温材料是由纳米二氧化硅和其他复合材料组成的。纳米粒子的小尺寸能够提高材料的机械性能、热稳定性和耐腐蚀性能。同时，纳米二氧化硅也能够显著提高保温效果。
3、然而，纳米二氧化硅复合保温材料在应用过程中仍存在一些缺陷，如制备成本高、密封性差、容易剥落，纳米二氧化硅复合保温材料的制备过程需要更高的温度和压力，制造成本较高；在高温和高压条件下，聚合物热塑性变化小，容易发生分子结构变化导致金属和保温材料之间产生间隙，这种缺陷有可能导致保温材料的易剥落。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，包括以下步骤：
2、s1、制备纤维体：
3、按质量百分比计，将12～16％的氧化钠、8～12％的氧化钙、2～5％的氧化镁、1～3％的氧化铝、0.5～2％的稀土元素、1～3％的硅油以及余量的纳米二氧化硅混合，熔融精炼后得到熔体；将熔体拉拔成细丝，将细丝清洗，干
4、s2、制备溶胶：
5、按质量百分比计，将10～13％的正硅酸乙酯、40～60％的乙醇、1～5％的盐酸、0.1～3％的聚丙烯酰胺、0.1～3％的聚乙烯醇、0.1～5％的十六烷基三甲基溴化铵以及余量的水混合揽拌均匀，得到混合液，调节混合液ph值，随后搅拌水解，得到溶胶；
6、s3、凝胶成型：
7、将溶胶倒入模具中，将纤维体平铺在溶胶中，将填充好的模具放入水浴设备中保温成型，得到凝胶；
8、s4、改性和后处理：
9、将凝胶继续水浴加热，使凝胶老化，将凝胶放入正己烷溶液中，充分搅拌并加热使其进行交换反应，得到复合胶体；将复合胶体放入改性液中浸泡、冲洗，在110～130℃下干燥，得到复合保温材料。
10、说明：由于纳米二氧化硅的添加以及纤维体和溶胶的结构，复合保温材料具有优异的保温性能，能够有效减少热量的传递，提高窑碹顶的保温效果，降低能源消耗；通过向纤维体和溶胶中添加纳米二氧化硅，可以增强复合保温材料的稳定性和强度。纳米二氧化硅颗粒具有较高的比表面积和特殊结构，能够提高材料的抗渗透性、抗压性和耐高温性；纤维体的制备、溶胶的配制、凝胶成型和后续的改性处理等步骤，工艺相对简单，易于大规模生产。
11、进一步地，步骤s1中所述细丝的清洗干燥方法为：将细丝用质量浓度为50～70wt％的乙醇和去离子水依次回流清洗，然后在120～140℃下干燥12～24h。
12、说明：浓度为50～70wt％的乙醇具有较好的去污和溶解性能，可以有效去除细丝表面的污物、杂质和残留物，确保细丝的纯净性。同时，使用去离子水进行二次清洗，可以进一步净化细丝，通过使用去离子水进行清洗，可以避免水中硬度物质的沉淀和残留，从而减少对细丝的污染和腐蚀作用；在清洗后进行烘干，可以进一步除去残余的乙醇和水分，提高细丝的纯度。在较高的温度下进行烘干，可以加速水分的蒸发和挥发，确保细丝的干燥度，减少水分残留对后续工艺的影响。
13、进一步地，步骤s1中所述细丝采用纤维梳理机进行蓬松处理，得到纤维体。
14、说明：通过纤维梳理机对细丝进行处理，可以有效地分离纤维束或纤维团，使纤维体获得更好的蓬松度。蓬松的纤维体具有更大的表面积和更多的空隙，可以提供更多的隔热空气层，从而增强保温效果；纤维梳理机可以将纤维进行均匀梳理和分散，使纤维在纤维体中分布更加均匀，从而避免纤维团块的形成。均匀的纤维分布有利于保持材料的均匀性和一致性，提高保温性能的稳定性和可靠性；经过纤维梳理机处理后的纤维体，纤维之间的连接更松散，纤维的柔软性和可弯曲性提高，因此在后续的工艺步骤中，如混合、成型等加工过程中更易于操控和调整，提高了材料的可加工性。
15、进一步地，步骤s2中所述盐酸的浓度为15～25wt％；所述混合液ph值调节至3～4之间。
16、说明：适当提高盐酸的浓度可以增强其溶解性和反应活性，从而加速反应过程，缩短反应时间，提高生产效率；将混合液的ph值调节到3～4之间，可以控制反应的进行和产物的组成，避免因ph值过高或过低产生的副反应和不良影响，从而提高产物的纯度和稳定性。
17、进一步地，步骤s2中所述水解方法为：按质量百分比计，在40～50℃下的混合液中加入占混合液质量为5～15％的水解液，搅拌水解，水解液采用浓度为0.01～5wt％的酶水解液，待酶水解液冷却至室温后停止水解，加入占混合液质量为0.1～2％的0.1～1mol/l的氨水溶液搅拌均匀，得到溶胶。
18、说明：将水解反应进行在40～50℃的温度下，可以促进酶的催化活性，加速水解反应速率，使用浓度为0.01～5wt％的酶水解液可以提供高效的催化作用，加速水解反应的进行；将水解反应进行至酶水解液冷却至室温，可以保证水解反应充分进行，并使酶活性维持在稳定水平；加入0.1～1mol/l的氨水溶液并搅拌均匀，有助于调节溶液的酸碱度。调节酸碱度能够影响产物的形成和稳定性，从而控制产物的质量和性能。
19、进一步地，步骤s3中，将纤维体平铺在溶胶中的方法为：将溶胶分层次倒入玻璃窑碹顶用形状的模具中，将纤维体分成多次均匀平铺在每一层的溶胶中；所述保温方法为：将填充好的模具放入40～50℃的水浴设备中保温5～15min后成型，得到凝胶。
20、说明：将纤维体分成多次进行均匀平铺在每一层溶胶中，有助于增强纤维体与溶胶的结合力，提高产品的强度和稳定性，通过多层纤维体结构可以加强凝胶热阻，降低热量的传递速率，以提高复合保温材料的保温效果；适宜的保温温度能够加速凝胶的形成，缩短成型时间，提高生产效率；在保温过程中，溶胶中的成分和结构可以得到稳定。保持一定的温度和时间，有助于确保产物的质量和性能稳定，并减少因外界环境因素对溶胶的影响。
21、进一步地，步骤s4中所述凝胶的改性方法为：准备40～50℃的水浴设备，将凝胶在水浴中老化4～6h，再将凝胶放入6～13wt％的正己烷溶液中，充分搅拌并加热使其进行交换反应，随后进行去胺化反应，得到复合胶体；在正己烷溶液中加入占正己烷溶液0.5～2wt％的3-甲基-三氯丙基三乙氧基硅烷改性，随后在45～55℃的水浴设备中保温18～24h，得到改性液；将复合胶体放入改性液中浸泡0.5～2h后冲洗。
22、说明：将凝胶在水浴中老化，有助于凝胶内部结构更为稳定，溶液所含有的化学物质可进一步反应转化，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述细丝的清洗干燥方法为：将细丝用质量浓度为50～70wt％的乙醇和去离子水依次回流清洗，然后在120～140℃下干燥12～24h。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述细丝采用纤维梳理机进行蓬松处理，得到纤维体。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述盐酸的浓度为15～25wt％；所述混合液pH值调节至3～4之间。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述水解方法为：按质量百分比计，在40～50℃下的混合液中加入占混合液质量为5～15％的水解液，搅拌水解，水解液采用浓度为0.01～5wt％的酶水解液，待酶水解液冷却至室温后停止水解，加入占混合液质量为0.1～2％的
6.根据权利要求1所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，将纤维体平铺在溶胶中的方法为：将溶胶分层次倒入玻璃窑碹顶用形状的模具中，将纤维体分成多次均匀平铺在每一层的溶胶中；所述保温方法为：将填充好的模具放入40～50℃的水浴设备中保温5～15min后成型，得到凝胶。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述凝胶的改性方法为：准备40～50℃的水浴设备，将凝胶在水浴中老化4～6h，再将凝胶放入6～13wt％的正己烷溶液中，充分搅拌并加热使其进行交换反应，随后进行去胺化反应，得到复合胶体；在正己烷溶液中加入占正己烷溶液0.5～2wt％的3-甲基-三氯丙基三乙氧基硅烷改性，随后在45～55℃的水浴设备中保温18～24h，得到改性液；将复合胶体放入改性液中浸泡0.5～2h后冲洗。
8.根据权利要求7所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，所述去胺化反应的方法为：按质量百分比计，在进行交换反应后的凝胶中加入占凝胶质量为1～10％的腐蚀剂，在160～230℃环境下反应1～5h；所述腐蚀剂采用浓度为30～40wt％的氢氟酸。
9.根据权利要求1所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述凝胶的改性方法为：准备40～50℃的水浴设备，将凝胶在水浴中老化4～6h，再将凝胶放入6～13wt％的正己烷溶液中，充分搅拌并加热使其进行交换反应，随后进行去胺化反应，得到复合胶体；在正己烷溶液中加入占正己烷溶液0.5～2wt％的3-甲基-三氯丙基三乙氧基硅烷改性，随后在45～55℃的水浴设备中保温18～24h，得到改性液；将复合胶体放入改性液中浸泡0.5～2h后冲洗。
...【技术特征摘要】
1.一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述细丝的清洗干燥方法为：将细丝用质量浓度为50～70wt％的乙醇和去离子水依次回流清洗，然后在120～140℃下干燥12～24h。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述细丝采用纤维梳理机进行蓬松处理，得到纤维体。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述盐酸的浓度为15～25wt％；所述混合液ph值调节至3～4之间。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述水解方法为：按质量百分比计，在40～50℃下的混合液中加入占混合液质量为5～15％的水解液，搅拌水解，水解液采用浓度为0.01～5wt％的酶水解液，待酶水解液冷却至室温后停止水解，加入占混合液质量为0.1～2％的0.1～1mol/l的氨水溶液搅拌均匀，得到溶胶。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃窑碹顶用纳米二氧化硅复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，将纤维体平铺在溶胶中的方法为：将溶胶分层次倒入玻璃窑碹顶用形状的模具中，将纤维体分成多次均匀平铺在每一层的溶胶中；所述保温方法为：将填充好的模具放入40～5...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋利强，王小新，
申请(专利权)人：江苏华窑光宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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