【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隔热材料，尤其涉及一种薄型气凝胶膜及其制备方法。
技术介绍
1、在各行各业中，通过产业优化、能源转型、技术革新等手段进行碳捕集、碳封存、碳再利用，实现碳中和、碳减排，最终实现“零排放”。在高能耗产业中，升级能源以及采用更环保高效的保温或隔热材料成为实现碳减排的重要途径。而气凝胶这种无机环保、高效保温隔热的材料逐渐成为热点，也是当下最适合实现双碳的材料。
2、气凝胶作为填料，可与其他体系复合使用形成多种多样的产品，如气凝胶毡、气凝胶膜、气凝胶涂料等。其中，现有技术中，气凝胶膜多是采用湿凝胶涂膜后再进行超临界干燥的工艺制得。这种工艺制得的气凝胶膜保持原来膜状难度较大，且气凝胶层易脆裂，容易发生膜层结构破坏。如中国专利cn 105731436b《连续超轻规则取向的纯石墨烯气凝胶薄膜及其制备方法》中采用一字型模口挤出石墨烯凝胶膜，冷冻干燥或超临界干燥形成气凝胶膜；中国专利cn 113944009a《一种pei/二氧化硅气凝胶膜材的制备方法》中将二氧化硅气凝胶配置成纺丝前驱体溶液，经静电纺丝双组头混纺技术工艺制备出pei/二氧化硅气凝胶无纺膜材，再经过热压形成气凝胶膜材；中国专利cn 109935757b《一种复合锂离子电池隔膜的制备方法》中将棉纤维与海藻酸纳溶液涂膜，使用超临界二氧化碳萃取工艺得到气凝胶膜；中国专利cn 108558430a《一种低辐射气凝胶膜的制作工艺》中将湿凝胶处理后，以单晶si片为基材，采用旋涂法制备薄膜，然后热处理后自然冷却获得气凝胶膜。
3、这些专利中的气凝胶膜均是采用湿凝
技术实现思路
1、为克服上述缺点，本专利技术的目的在于提供一种薄型气凝胶膜及其制备方法，不仅保存了气凝胶的原有结构，而且有效增强了气凝胶的附着力及抗脱落能力，且制备方法简单易操作，适于批量生产。
2、为了达到以上目的，本专利技术采用的技术方案之一是：一种薄型气凝胶膜的制备方法，包括如下步骤：
3、s1、对膜材进行预处理，以使膜材的上表面形成50~100μm的粗糙度；
4、s2、在膜材的上表面上喷涂底涂胶水，干燥后形成粘附在膜材上表面的底涂层；
5、s3、采用辊压涂覆的方式将气凝胶涂料涂覆在底涂层上，干燥后形成粘附在底涂层上的隔热层。
6、本专利技术制备方法的有益效果在于：
7、1、通过步骤s1对膜材表面的粗糙化处理，能利于提升后续气凝胶涂料与膜材表面的结合强度，再通过步骤s2底涂胶水的喷涂，能利用底涂胶水的强附着力将气凝胶涂料与膜材表面牢牢粘接在一起，进而抑制因碰撞、摩擦等外力导致的隔热层的脱落。
8、2、在步骤s3中，采用辊压涂覆的方式直接将气凝胶涂料涂覆在底涂层上，能保证气凝胶涂料的涂覆均匀性，进而有效抑制干燥后气凝胶开裂的问题；且制膜步骤简单，可操作性及重复性强。
9、进一步来说，所述气凝胶涂料按如下步骤制得：
10、将气凝胶粉置入密闭空间内，并采用喷气的方式吹动气凝胶粉，同时向密闭空间内喷入雾化后的润湿剂，以使气凝胶粉表面完全润湿；
11、将润湿后的气凝胶粉与1%~3%的分散剂水溶液混合，以形成粘稠奶油状的气凝胶膏料；
12、将气凝胶膏料与树脂乳液、水、无机填料、消泡剂、流平剂、增稠剂、防霉剂以及ph值调节剂混合，并在2500~6000rpm的转速下分散30~120min，即获得气凝胶涂料。
13、采用喷气的方式使气凝胶粉在悬浮状态下喷涂上润湿剂，既保证了润湿剂的均匀喷涂，又能降低密闭空间内的粉尘干扰，同时能使疏水的气凝胶粉体能易于在后续与分散剂水溶液的混合，进而更易于气凝胶膏料的制备。
14、进一步来说，按重量份计，所述气凝胶涂料包括30~50份气凝胶粉、10~80份树脂乳液、5~30份无机填料、50~150份水、5~15份润湿剂、1~5份分散剂、1~5份消泡剂、1~5份流平剂、1~5份增稠剂、0.5~5份防霉剂、0.5~5份ph值调节剂。
15、更进一步地，所述润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液。所述分散剂包括聚乙二醇类、聚乙烯醇类、聚丙烯酸钠盐、聚合物型阴离子分散剂中的至少一种。所述无机填料包括玻璃微珠、陶瓷微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石中的至少一种。所述消泡剂为有机硅消泡剂。所述流平剂包括丙烯酸类、有机硅类流平剂中的一种。所述增稠剂包括聚环氧乙烷peo、羟乙基纤维素、有机膨润土、缔合型聚氨酯中的至少一种。
16、进一步来说，在步骤s3中，干燥时采用隧道式烘箱，所述隧道式烘箱的干燥温度呈梯度变化。且沿产品行进方向上，所述隧道式烘箱的干燥温度依次为25℃、35℃、50℃、70℃、90℃、110℃、80℃、50℃、25℃。
17、更进一步地，将涂覆气凝胶涂料的基材放置到隧道式烘箱的传送轨道上，并设定传送轨道的前进速度为2~3m/min，以使气凝胶涂料经由梯度变化的温度干燥完全，易于固化在基材上。通过梯度变化的干燥温度利于气凝胶干燥均匀，保证涂层不易开裂，并且增强气凝胶涂料的固化强度，进而抑制后续使用过程中气凝胶涂料的剥落。
18、更进一步地，气凝胶涂料的干膜厚度为0.1~0.2mm。
19、进一步来说，在步骤s2中，干燥温度为60~80℃，干燥时间为10~15min。
20、进一步来说，所述底涂胶水为水性聚氨酯胶水、水性丙烯酸胶水、水性氯化聚烯烃胶水中的至少一种。
21、进一步来说，在步骤s3之后，在隔热层的上表面和膜材的下表面分别涂覆弹性胶水后，覆上离型膜，以形成保护层。通过弹性胶水及离型膜的设置能对膜材及隔热层表面形成保护，且弹性胶水的使用既能利用其自身的附着力保证与产品紧密粘接，同时具备一定的弹性，能抵抗摩擦、挤压等形变破坏，保护隔热层的完整性。
22、更进一步地，弹性胶水的干膜厚度为0.03~0.05mm。
23、进一步来说，所述弹性胶水为水性聚丙烯类、水性聚氨酯类、水性氯化聚烯烃类、水性聚乙烯醇类、水性乙烯乙酸酯类、水性酚醛类、水性有机硅类、水性橡胶类、水性环氧类中的至少一种。
24、进一步来说，所述膜材的厚度小于0.1mm，所述底涂层的厚度为0.02~0.05mm，所述隔热层的厚度为0.1~0.2mm。
25、本专利技术采用的技术方案之二是：一种薄型气凝胶膜，采用上述任一所述的制备方法制得。本专利技术的薄型气凝胶膜体积小，膜材形式多样，不受凝胶基材、干燥方式以及操作工艺影响。并且能在狭小空间内实现较好的隔热效果，且隔热层强度好，不易剥落。
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1.一种薄型气凝胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述气凝胶涂料按如下步骤制得：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述气凝胶涂料包括30~50份气凝胶粉、10~80份树脂乳液、5~30份无机填料、50~150份水、5~15份润湿剂、1~5份分散剂、1~5份消泡剂、1~5份流平剂、1~5份增稠剂、0.5~5份防霉剂、0.5~5份pH值调节剂。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，干燥时采用隧道式烘箱，所述隧道式烘箱的干燥温度呈梯度变化；且沿产品行进方向上，所述隧道式烘箱的干燥温度依次为25℃、35℃、50℃、70℃、90℃、110℃、80℃、50℃、25℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，干燥温度为60~80℃，干燥时间为10~15min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述底涂胶水为水性聚氨酯胶水、水性丙烯酸胶水、水性氯化聚烯烃胶水中的至少一种。
7.根据权利
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述弹性胶水为水性聚丙烯类、水性聚氨酯类、水性氯化聚烯烃类、水性聚乙烯醇类、水性乙烯乙酸酯类、水性酚醛类、水性有机硅类、水性橡胶类、水性环氧类中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述膜材的厚度小于0.1mm，所述底涂层的厚度为0.02~0.05mm，所述隔热层的厚度为0.1~0.2mm。
10.一种薄型气凝胶膜，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种薄型气凝胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述气凝胶涂料按如下步骤制得：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述气凝胶涂料包括30~50份气凝胶粉、10~80份树脂乳液、5~30份无机填料、50~150份水、5~15份润湿剂、1~5份分散剂、1~5份消泡剂、1~5份流平剂、1~5份增稠剂、0.5~5份防霉剂、0.5~5份ph值调节剂。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，干燥时采用隧道式烘箱，所述隧道式烘箱的干燥温度呈梯度变化；且沿产品行进方向上，所述隧道式烘箱的干燥温度依次为25℃、35℃、50℃、70℃、90℃、110℃、80℃、50℃、25℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，干燥温度为60~80℃...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙光耀，云山，鲁祥凯，钟正，李晓明，李思琦，金平实，
申请(专利权)人：苏州中萃纳米新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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