一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料及其製備方法

2023-07-06 09:21:46

專利名稱：一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於複合保溫隔熱材料及其製備領域，特別涉及一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料及其製備方法。
背景技術：
公消201165號紅頭文件的公布後，無機保溫隔熱材料已經擁有了一個龐大的市場。然而目前建築節能採用的無機保溫隔熱材料從形態上可以分為纖維狀和多孔狀兩類。纖維狀保溫隔熱材料主要有巖(礦)棉、玻璃棉、陶瓷纖維等，呈固體基質與氣孔連續的結構特徵和軟質易壓縮的性能特徵，易下墜、吸水率高，用於外牆保溫時須採取繁複的構造措施，確保外保溫系統整體的強度、抗裂、保溫、防潮、防下墜等性能，通常作為多層複合板材中的保溫隔熱材料層使用，其施工難度大，造價高，無市場競爭力。多孔狀保溫隔熱材料主要有泡沫玻璃、膨脹珍珠巖、微孔矽酸鈣等，呈固體基質連續與氣孔不連續的結構特徵和 硬質不易壓縮的性能特徵，可直接用於建築牆體外保溫的保溫構造層。相對於有機保溫隔熱材料，目前建築上所用的無機保溫隔熱材料的導熱係數較高。迄今為止，超級絕熱材料是保溫隔熱性能最好的材料之一。它是指在預定的使用條件下，其導熱係數低於「無對流空氣」導熱係數的絕熱材料。目前研究最為廣泛的超級絕熱材料是SiO2氣凝膠。SiO2氣凝膠主要有以下特徵(I)孔的特徵=SiO2氣凝膠幾乎所有的孔隙都應在IOOnm以下，80%以上的氣孔都應小於50nm (孔徑小於空氣分子自由程)。(2)密度特徵=SiO2氣凝膠具有很低的體積密度。為了降低固體材料的熱傳導，作為氣體屏障的固體薄壁應該最大限度的薄，即SiO2氣凝膠必須有最大的氣孔率。(3)導熱係數常溫下「無對流空氣」的導熱係數為O. 005w/(m ·Κ)，材料在常溫和特定使用溫度下，導熱係數應比「無對流空氣」的導熱係數更低。SiO2氣凝膠極低的體積密度決定了它極差的機械強度，通常無法直接作為保溫隔熱材料使用。為了提高SiO2氣凝膠的強度，通行的方法是從結合劑以及骨架材料來考慮增加其強度。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料及其製備方法，該方法操作簡單，成本低，得到的複合保溫隔熱材的導熱係數低，保溫隔熱性好，壽命也較長，且具有很好的防火性能。本發明的一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料，該複合保溫隔熱材料是採用無機輕集料或無機輕集料板材與SiO2氣凝膠複合，然後凝膠、老化、乾燥製備而成的；所述的氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料中無機輕集料或無機輕集料板材與SiO2氣凝膠的質量比為20 70 :1。所述的無機輕集料板材為複合後的無機輕集料板材，其是由無機輕集料與SiO2氣凝膠複合、凝膠、老化、乾燥得到的複合保溫隔熱材料製備得到的板材。
所述的無機輕集料為膨脹珍珠巖、膨脹蛭石或玻化微珠。本發明的一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料的製備方法，包括I、溶膠的製備I. I以水玻璃為矽源，加入定量的硼酸，稀釋後，加入定量的催化劑，製得凝膠時間為I小時左右的溶膠。 I. 2以水玻璃為矽源，加入定量的硼酸，稀釋後，加入適量表面改性劑(如六甲基二娃氧燒、TK甲基_■娃胺燒、二甲基TK娃燒或甲基二甲氧基娃燒等)，然後加入定量的催化劑，製得凝膠時間為I小時左右的溶膠。1.3以水玻璃為矽源，加入定量的硼酸，稀釋後，加入適量抗收縮劑(如聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮或聚苯乙烯磺酸鈉等)，然後加入定量的催化劑，製得凝膠時間為I小時左右的溶膠。上述的溶膠的製備過程中，按質量分數Na2O 5% 30%、B203 ( 30%、Si0240% 80%配置 Na2O-B2O3-SiO2 溶膠。2、氣凝膠與無機輕集料複合(如圖I所示)2. I在室溫條件下，將I. I中製備的溶膠直接與無機輕集料混合，在低壓條件(-0. IMPa)下將溶膠吸入無機輕集料的孔內，之後靜置40分鐘左右，濾出吸飽溶膠的無機輕集料。凝膠後，40°C老化一定時間，然後在40°C、10Mpa條件下，與超臨界態的二氧化碳混合，靜置I天后，接著以6 8kg/h的速度循環二氧化碳乾燥I小時，最後製得氣凝膠與無機輕集料的複合保溫隔熱材料。2. 2在室溫條件下，將I. 2中製備的溶膠直接與無機輕集料混合，在低壓條件(-0. IMPa)下將溶膠吸入無機輕集料的孔內，之後靜置40分鐘左右，濾出吸入溶膠的無機輕集料。凝膠後，40°C老化I天，依次在70、90、120和200°C各乾燥兩小時，最後製得氣凝膠與無機輕集料的複合保溫隔熱材料。2. 3在室溫條件下，將I. 3中製備的溶膠直接與無機輕集料混合，在低壓條件(-0. IMPa)下將溶膠吸入無機輕集料的孔內，之後靜置40分鐘左右，濾出吸入溶膠的無機輕集料。凝膠後，40 V老化I天，依次在70、90、120、200和400 V各乾燥兩小時，最後製得氣凝膠與無機輕集料的複合保溫隔熱材料。3、氣凝膠與無機輕集料板材複合(如圖2所示)3. I在室溫條件下，將無機輕集料板材浸泡於I. I中製備的溶膠中，讓溶膠進入無機輕集料板材的間隙內，靜置40分鐘左右；凝膠後，將板材表面多餘的凝膠刮去，40°C老化I天，然後在40°C、IOMpa條件下，與超臨界態的二氧化碳混合，靜置I天后，接著以6 8kg/h的速度循環二氧化碳乾燥I小時，最後製得氣凝膠的無機輕集料改性板材。3. 2在室溫條件下，將無機輕集料板材浸泡於I. 2中製備的溶膠中，讓溶膠進入無機輕集料板材的間隙內，靜置40分鐘左右；凝膠後，將板材表面多餘的凝膠刮去，40°C老化I天，依次在70、120、200°C各乾燥兩小時，最後製得氣凝膠的無機輕集料改性板材。3. 3在室溫條件下，將無機輕集料板材浸泡於I. 3中製備的溶膠中，讓溶膠進入無機輕集料板材的間隙內，靜置40分鐘左右；凝膠後，將板材表面多餘的凝膠刮去，40°C老化I天，依次在70、120、200、400°C各乾燥兩小時，最後製得氣凝膠的無機輕集料改性板材。4、氣凝膠與複合後無機輕集料製備的板材複合(如圖3所示)
4. I在室溫條件下，將複合後的無機輕集料板材浸泡於I. I中製備的溶膠中，讓溶膠進入複合後的無機輕集料板材的間隙內，靜置40分鐘左右。凝膠後，將板材表面多餘的凝膠刮去，40°C老化I天，然後在40°C、IOMpa條件下，與超臨界態的二氧化碳混合，靜置I天后，接著以6 8kg/h的速度循環二氧化碳乾燥I小時，最後製得氣凝膠與複合後的無機輕集料改性板材。4. 2在室溫條件下，將複合後的無機輕集料板材浸泡於I. 2中製備的溶膠中，讓溶膠進入複合後的無機輕集料板材的間隙內，靜置40分鐘左右。凝膠後，將板材表面多餘的凝膠刮去，40°C老化I天，依次在70、120、200°C各乾燥兩小時，最後製得氣凝膠與複合後的無機輕集料改性板材。4. 3在室溫條件下，將複合後的無機輕集料板材浸泡於I. 3中製備的溶膠中，讓溶膠進入複合後的無機輕集料板材的間隙內，靜置40分鐘左右。凝膠後，將板材表面多餘的凝膠刮去，40°C老化I天，依次在70、120、200、400V各乾燥兩小時。最後製得氣凝膠與複合後的無機輕集料改性板材。 本發明是以膨脹珍珠巖、膨脹蛭石或玻化微珠等無機輕集料及其板材為基體，採用氣凝膠與之複合，以製得低導熱係數和高強度的氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料。其製備工藝為以水玻璃為矽源，引入硼酸、外加劑和催化劑製得均勻的溶膠，通過低壓吸附或直接浸泡的工藝，將配製好的溶膠吸入無機輕集料的孔內或其板材孔隙內。然後靜置待凝膠後，採用常壓乾燥工藝或超臨界乾燥工藝，製得氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料。本發明以無機輕集料為骨架，也就規避了氣凝膠機械強度差的特性，並採用氣凝膠填充無機輕集料內部和無機輕集料顆粒之間的縫隙和孔洞，以達到降低導熱係數的目的。由於本發明採用了導熱係數很低、保溫隔熱性極好的氣凝膠改性傳統無機輕集料，徹底去除了傳統無機輕集料中的氣體對流熱傳導，所以使得新型複合材料的保溫隔熱效果有所提高。而且新型複合材料中幾乎全是無機的，因此不僅具有極佳的保溫隔熱性能，且使用壽命也較長，可與房屋的使用壽命匹配，同時也有很好的防火性能。此外，還因所選取的原料都是密度小，成本低的材料，所以本發明同樣具有密度低、成本低的特點。有益效果(I)本發明的製備方法操作簡單，成本低，可規模化生產；(2)本發明得到的複合保溫隔熱材的導熱係數低，保溫隔熱性好，壽命也較長，且具有很好的防火性能。


圖I複合後的無機輕集料示意圖；圖2複合後的無機輕集料板材示意圖；圖3複合後的複合無機輕集料板材示意圖；圖4a、b均為實施例I中採用抗收縮劑製備的超級絕熱材料與膨脹珍珠巖的複合保溫隔熱材料的電鏡照片；圖5a、b均為實施例2中採用超臨界乾燥製備的超級絕熱材料與膨脹珍珠巖的複合保溫隔熱材料的電鏡照片。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。本發明實施例中，採用的水玻璃的模數為3. 5 ;膨脹珍珠巖的粒徑為2 3mm，堆積密度為70kg/m3左右；催化劑為2mol/L的鹽酸。實施例I(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取 IL加入4g聚氧化乙烯(分子量為400萬)，加入2mol/L的鹽酸160ml，製得凝膠時間為I小時左右的溶膠。(2)然後在低壓(4000Pa)下，將上述溶膠與IL膨脹珍珠巖混合，40分鐘左右後，恢復至常壓濾出吸入溶膠的膨脹珍珠巖。在室溫條件下，靜置約30分鐘後凝膠，於40°C老化I天，最後依次在70、90、120、200和400°C各乾燥兩小時，製得氣凝膠與膨脹珍珠巖的複合保溫隔熱材料，如圖I所示。堆積密度由70kg/m3變化為80kg/m3。導熱係數由O. 08w/(m · K)降至 O. 05w/ (m · K),下降了 37. 5%。實施例2(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、Si02的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋。取IL然後加入160ml鹽酸(2mol/L)製得溶膠。(2)然後在低壓(4000Pa)下，將溶膠與膨脹珍珠巖1:1 (體積比)混合。接著濾出膨脹珍珠巖，靜置凝膠後老化I天。然後在40°C、IOMpa條件下，與超臨界態的二氧化碳混合，靜置I天后，接著以6 8kg/h的速度循環二氧化碳乾燥I小時，製得氣凝膠與膨脹珍珠巖的複合保溫隔熱材料，如圖2所示。堆積密度由70kg/m3變化為75kg/m3。導熱係數由O. 08w/ (m · K)降至 O. 05w/ (m · K)，下降了 37. 5%。實施例3(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取IL然後加入70ml的六甲基二矽胺烷，然後加入160ml的鹽酸(2mol/L)製得溶膠。(2)然後在低壓(4000Pa)下，將溶膠與膨脹珍珠巖1:1 (體積比)混合。接著濾出膨脹珍珠巖，靜置凝膠後老化I天。最後依次在70、90、120和200°C各乾燥兩小時，製得超級絕熱材料與膨脹珍珠巖的複合保溫隔熱材料。堆積密度由70kg/m3變化為110kg/m3。導熱係數由 O. 08w/ (m · K)降至 O. 045w/ (m · K),下降了 43. 8%。實施例4(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取IL然後加入4g的聚氧化乙烯(分子量為400萬)。然後加入160ml的催化劑鹽酸(2mol/L)，製得溶膠。(2)然後在常溫常壓條件下，將膨脹蛭巖板材浸泡於溶膠中，讓溶膠進入膨脹蛭巖板材的間隙內，靜置40分鐘左右。凝膠後，將板材表面多餘的凝膠刮去，40°C老化I天，依次在70、90、120和200°C各乾燥兩小時。最後製得氣凝膠複合的膨脹蛭巖板材。體積密度由150kg/m3 變化為 200kg/m3。導熱係數由 O. 07w/ (m · K)降至 O. 045w/ (m · K)，下降了 35. 7%。實施例5(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取IL然後加入8g的聚丙烯酸(分子量為200萬)。然後加入160ml鹽酸，製得溶膠。( 2 )然後在常溫常壓條件下，將玻化微珠壓制的板材浸泡於溶膠中，讓溶膠進入玻·化微珠板材的間隙內，靜置待凝膠後，將板材表面多餘的凝膠刮去，40°C老化I天，依次在70,90,120和3500°C各乾燥兩小時，製得氣凝膠改性的玻化微珠板材。體積密度由200kg/m3 變化為 250kg/m3。導熱係數由 O. 50w/ (m · K)降至 O. 045w/ (m · K),下降了 43. 8%。實施例6(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取IL然後加入70ml六甲基二矽氧烷。然後加入160ml的鹽酸(2mol/L)為製得溶膠。(2)然後在低壓(一 O. IMPa)下，將溶膠與膨脹珍珠巖1:1 (體積比)混合。接著濾出膨脹珍珠巖，靜置凝膠後老化I天。最後依次在70、90、120和200°C各乾燥兩小時，製得超級絕熱材料與膨脹珍珠巖的複合保溫隔熱材料。堆積密度由70kg/m3變化為100kg/m3。導熱係數由 O. 08w/ (m · K)降至 O. 040w/ (m · K),下降了 50%。實施例7(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取IL然後加入90ml的三甲基氯矽烷。然後加入160ml鹽酸(2mol/L)製得溶膠。(2)然後在低壓(4000Pa)下，將溶膠與膨脹珍珠巖1:1 (體積比)混合。接著濾出膨脹珍珠巖，靜置凝膠後老化I天。最後依次在70、90、120和200°C各乾燥兩小時，製得超級絕熱材料與膨脹珍珠巖的複合保溫隔熱材料。堆積密度由70kg/m3變化為100kg/m3。導熱係數由 O. 08w/ (m · K)降至 O. 045w/ (m · K),下降了 43. 8%。實施例8(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取IL然後加入80ml的甲基三甲氧基矽烷，然後加入160ml鹽酸(2mol/L)製得溶膠。(2)然後在常壓條件下，將溶膠與膨脹珍珠巖1:1 (體積比)混合。40分鐘後接著濾出膨脹珍珠巖，靜置凝膠後老化I天。最後依次在70、90、120和200°C各乾燥兩小時，製得超級絕熱材料與膨脹珍珠巖的複合保溫隔熱材料。堆積密度由70kg/m3變化為110kg/m3。導熱係數由 0. 08w/ (m · K)降至 0. 045w/ (m · K),下降了 43. 8%。實施例9
(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取IL然後加入800g聚乙二醇(分子量為2萬)，加入160ml鹽酸為製得溶膠。(2)然後在低壓(一 O. IMPa)下，將溶膠與膨脹珍珠巖混合。接著濾出膨脹珍珠巖，靜置凝膠後老化I天。最後依次在70、90、120、200和400°C各乾燥兩小時，製得超級絕熱材料與膨脹珍珠巖的複合保溫隔熱材料。堆積密度由70kg/m3變化為100kg/m3。導熱係數由O. 08w/ (m · K)降至 O. 05w/ (m · K)，下降了 37. 5%。實施例10(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取IL然後加入40g聚乙烯吡咯烷酮(分子量為36萬)，加入160ml鹽酸製得溶膠。(2)然後在低壓(一 O. IMPa)下，將溶膠與膨脹珍珠巖混合。接著濾出膨脹珍珠巖，靜置凝膠後老化I天。最後依次在70、90、120、200和400°C各乾燥兩小時，製得超級絕熱材料與膨脹珍珠巖的複合保溫隔熱材料。堆積密度由70kg/m3變化為110kg/m3。導熱係數由O. 08w/ (m · K)降至 O. 05w/ (m · K)，下降了 37. 5%。實施例11(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取IL然後加入26g聚苯乙烯磺酸鈉(分子量為60萬)，加入160ml鹽酸製得溶膠。(2)然後在低壓(4000Pa)下，將溶膠與膨脹蛭巖混合。接著濾出膨脹蛭巖，靜置凝膠後老化I天。最後依次在70、90、120、200和400°C各乾燥兩小時，製得超級絕熱材料與膨脹蛭巖的複合保溫隔熱材料。堆積密度由100kg/m3變化為130kg/m3。導熱係數由0.08w/(m · K)降至 0. 055w/ (m · K),下降了 31. 3%。實施例12(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取IL然後加入4g的聚氧化乙烯(分子量為400萬)。然後加入160ml鹽酸製得溶膠。( 2 )然後在常溫常壓條件下，將膨脹珍珠巖板材浸泡於溶膠中，讓溶膠進入膨脹珍珠巖板材的間隙內，靜置40分鐘左右。凝膠後，將板材表面多餘的凝膠刮去，40°C老化I天，依次在70、90、120、200和400°C各乾燥兩小時。最後製得超級絕熱材料改性的膨脹珍珠巖板材。堆積密度由150kg/m3變化為200kg/m3。導熱係數由0. 08w/(m -K)降至0. 05w/(m · K)，下降了 37. 5%ο實施例13(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取IL然後加入4g的聚氧化乙烯(分子量為400萬)。然後加入160ml鹽酸製得溶膠。(2)然後在常溫常壓條件下，將由實施例I得到的氣凝膠與膨脹珍珠巖複合材料製備的板材浸泡於溶膠中，讓溶膠進入板材的間隙內，靜置40分鐘左右。凝膠後，將板材表面多餘的凝膠刮去，40°C老化I天，依次在70、90、120、200和400°C各乾燥兩小時。最後製得複合後保溫隔熱板材。堆積密度由160kg/m3變化為230kg/m3。導熱係數由O. 05w/(m -K)降至 O. 035w/ (m · K)，下降了 30. 0%。實施例14(I)採用模數為3. 5的水玻璃為矽源，硼酸為添加劑配製出B2O3的質量分數6%混合溶液(其中Na20、SiO2的質量分數分別為21. 4%和72. 6%)，按1:10 (體積比)稀釋後，取IL然後加入70ml的六甲基二矽氧烷，然後加入160ml鹽酸(2mol/L)，製得溶膠。(2)然後在常溫常壓條件下，將由實施例2得到的氣凝膠與膨脹珍珠巖的複合材料製備的板材浸泡於溶膠中，讓溶膠進入板材的間隙內，靜置40分鐘左右，凝膠後，將板材 表面多餘的凝膠刮去，40°C老化I天，依次在70、90、120和200°C各乾燥兩小時。最後製得複合後保溫隔熱板材。堆積密度由180kg/m3變化為230kg/m3。導熱係數由O. 045w/(m -K)降至 O. 035w/ (m · K)，下降了 22. 2%。
權利要求
1.一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料，其特徵在於該複合保溫隔熱材料是採用無機輕集料或無機輕集料板材與SiO2氣凝膠複合，然後凝膠、老化、乾燥製備而成的；所述的氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料中無機輕集料或無機輕集料板材與SiO2氣凝膠的質量比為20 70 :1。
2.根據權利要求I所述的一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料，其特徵在於所述的無機輕集料板材為複合後的無機輕集料製備的板材。
3.根據權利要求I所述的一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料，其特徵在於所述的無機輕集料為膨脹珍珠巖、膨脹蛭石或玻化微珠。
4.如權利要求I所述的一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料的製備方法，包括 (1)溶膠的製備 以水玻璃為矽源，加入硼酸，稀釋後，加入催化劑，製得溶膠； (2)在低壓4000Pa的條件下，將無機輕集料直接與上述溶膠混合，靜置凝膠後老化，然後乾燥，即得氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料； 或在常壓下將無機輕集料板材浸泡於上述溶膠中靜置凝膠後老化，然後乾燥，即得氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料。
5.根據權利要求4所述的一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料的製備方法，其特徵在於步驟(I)中所述的溶膠的製備過程中，按質量分數Na2O 5% 30%、B2O3 ( 30%、SiO2 40% 80% 配置 Na2O-B2O3-SiO2 溶膠。
6.根據權利要求4所述的一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料的製備方法，其特徵在於步驟(I)中所述的稀釋後，再加入表面改性劑，所述的表面改性劑為六甲基二矽氧烷、六甲基二矽胺烷、三甲基六矽烷或甲基三甲氧基矽烷；步驟(2)中所述的乾燥為依次在70、90、120和200°C各乾燥兩小時。
7.根據權利要求4所述的一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料的製備方法，其特徵在於步驟(I)中所述的稀釋後，再加入抗收縮劑，所述的抗收縮劑為聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮或聚苯乙烯磺酸鈉；步驟(2)中所述的乾燥為依次在70、90、120、200和400°C各乾燥兩小時。
8.根據權利要求4所述的一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料的製備方法，其特徵在於步驟(I)中所述的催化劑為2mol/L的鹽酸。
9.根據權利要求4所述的一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料的製備方法，其特徵在於步驟(I)中所述的乾燥工藝，在40°C、IOMpa條件下，與超臨界態的二氧化碳混合，靜置後，接著以6 8kg/h的速度循環二氧化碳乾燥，即可。
全文摘要
本發明涉及一種氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料及其製備方法，該複合保溫隔熱材料是採用無機輕集料或無機輕集料板材與SiO2氣凝膠複合，然後凝膠、老化、乾燥製備而成的；其製備方法，包括(1)以水玻璃為矽源，加入硼酸，稀釋後，加入催化劑，製得溶膠；(2)通過低壓吸附或直接浸泡的工藝，將配製好的溶膠吸入無機輕集料的孔內或其板材孔隙內，然後靜置待凝膠後，採用常壓乾燥工藝或超臨界乾燥工藝，製得氣凝膠/無機輕集料複合保溫隔熱材料。本發明的製備方法操作簡單，成本低，可規模化生產；本發明得到的複合保溫隔熱材的導熱係數低，保溫隔熱性好，壽命也較長，且具有很好的防火性能，應用前景廣闊。
文檔編號C04B28/24GK102795826SQ20121029576
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月20日 優先權日2012年8月20日
發明者王子生, 王智宇, 王小山, 阮華, 李陸寶, 屠浩馳 申請人:寧波榮山新型材料有限公司