专利名称：一种无机保温材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于化工材料技术领域，尤其涉及一种无机保温材料及其制备方法。
背景技术：
保温材料可分为有机保温材料和无机保温材料。有机类保温材料包括发泡聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)、喷涂聚氨酯(SPU)及聚苯颗粒等。有机类保温材料具有质轻、可加工性好、致密性高、保温隔热效果好等优点，但其同时也具有不耐老化、变形系数较大、稳定性差、安全性差、易燃烧、生态环保性很差、施工难度大、工程成本较高且资源有限并难以循环利用等缺点，需通过添加一些阻燃剂以达到使用标准。无机类保温材料包括中空玻化微珠、膨胀珍珠岩、闭孔珍珠岩、岩棉等。此类材料属于不燃性材料，自身不存在防火安全性问题。但是普遍存在强度低，整体性差、吸水率高、冻融性差等问题，且制备工艺复杂，生产成本较高。因此，为利用无机保温材料的优良防火性能，需要对其进一步地探索与研究。气凝胶材料是无机绝热领域导热率最低的材料，是在保持其凝胶骨架不变的情况下干燥内部溶剂后得到的产物。气凝胶是一种结构可控的纳米多孔轻质材料，99%的成分是由气体组成，是目前已知质量最轻的固体物质，最轻的硅气凝胶的重量仅为3mg/cm3。其中，二氧化硅气凝胶是一种新型纳米多孔超级隔热材料，具有粉末状和块状，其孔洞率高达80% 99. 8 %。由于二氧化硅气凝胶内含纳米尺度的颗粒及孔隙结构(I lOOnm)，具有极大的比表面积(200 1000m2/g)、高孔隙率、低密度(I 500kg/m3)及低导热系数(O. 012ff/(m. k))等特点，已作为隔热保温材料、催化剂及载体、声阻抗耦合材料、Cherenkov探测器等得到应用。然而，由于二氧化硅气凝胶材料的固有强度低、脆性大及容易开裂等缺点，限制了其在实际中的使用。公开号为CN1749214A的中国专利公开了一种气凝胶绝热复合材料及其制备方法，该气凝胶绝热材料包括二氧化硅气凝胶，红外遮光剂二氧化钛、增强材料。所使用的增强材料为石英纤维、高硅氧纤维、硅酸铝纤维、碳酸铝纤维、碳纤维或玻璃纤维。该方法首先将硅源等原料按一定比例配制成溶胶，再通过浸渗工艺渗入纤维毡或纤维预制件中，最后进行超临界流体干燥制得。该复合材料绝热性能好，具有良好的疏水性能，但需用超临界技术成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种无机保温材料及其制备方法，该制备无机保温材料的方法成本较低。本发明提供了一种无机保温材料，由以下组分经偶联剂改性后浸润至玻璃纤维毡上得到二氧化娃气凝胶 15 60wt% ;
可溶性硅酸盐15 60wt%;式(I)结构的化合物15 40wt%;氧化锡锑5 15wt%;空心玻璃微珠5 15wt%;
权利要求
1.一种无机保温材料，其特征在于，由以下组分经偶联剂改性后浸润至玻璃纤维毡上得到二氧化娃气凝胶15 60wt% ；可溶性娃酸盐15 60wt% ;式(I)结构的化合物15 40wt%氧化锡铺5 15wt%空心玻璃微珠5 15wt%
2.根据权利要求1所述的无机保温材料，其特征在于，所述可溶性硅酸盐为硅酸钾或硅酸钠。
3.根据权利要求1所述的无机保温材料，其特征在于，所述式(I)结构的化合物为十二烷基三甲基氯化铵。
4.根据权利要求1所述的无机保温材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
5.一种无机保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤A)将15 60wt%的二氧化娃气凝胶、15 60wt%的可溶性娃酸盐、15 40wt%的式 (I)结构的化合物、5 15wt%的氧化锡锑与5 15wt%的空心玻璃微珠混合，加入偶联剂改性，得到混合物；B)所述混合物与水混合，得到的浆液浸润至玻璃纤维毡上，热压成型得到无机保温材料；
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶按照以下方法进行制备Α)用还原性酸调节硅溶胶的pH值至4 10，加入乙醇，加热保温后得到湿凝胶；B)将所述湿凝胶、正硅酸乙酯与乙醇混合进行陈化，得到醇凝胶；C)将所述醇凝胶与干燥控制化学添加剂混合，常压加热干燥后得到二氧化硅气凝胶， 所述干燥控制化学添加剂为N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺、甲酰胺或乙酰胺。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合物与水的比例为O.8 2kg IL0
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述浸润为加压喷洒浸润。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述浆液与玻璃纤维毡的比例为IL O. 36 1. 4m2。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述热压的压力为SOMPa 300MPa，热压的温度为60°C 90°C，热压的时间为2 4h。
全文摘要
本发明提供了一种无机保温材料及其制备方法，该无机保温材料由二氧化硅气凝胶、可溶性硅酸盐、式(I)结构的化合物、氧化锡锑与空心玻璃微珠混合，加入偶联剂改性后，与水混合浸润至玻璃纤维毡上，热压成型后得到。与现有技术相比，首先，本发明通过改性进行疏水处理，材料纳米微孔网状结构中由于偶联剂的作用憎水基团外露，使无机保温材料具有良好的抗水性，无需经超临界流体干燥，降低生产成本；其次，采用无机纳米材料及无机纤维，使无机保温材料抗压强度、抗拉强度及抗折强度均较高，且与基层粘结强度也较高，结构稳定；再次，二氧化硅气凝胶使无机保温材料具有纳米级微闭孔网状组织结构，从而使无机保温材料的导热系数降低，提高保温性能。
文档编号C04B28/26GK103058622SQ20131001475
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者赵峰, 唐智勇, 徐天宇 申请人:赵峰