一种新型轻质绝热材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种新型轻质绝热材料及其制备方法。由以下步骤制成：（1）将二氧化硅气凝胶和无水乙醇混合搅拌溶解分散得混合液A；（2）将γ?巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、硅酸钠和蒸馏水混合搅拌；（3）加入混合液A搅拌；（4）加入氨水和无水乙醇继续搅拌；（5）过滤烘干；（6）将上述成分和无水乙醇混合分散；（7）将肌醇六磷酸、月桂醇聚氧乙烯醚、二乙醇胺、碳酸氢钠、抗氧剂TNP、山梨酸钾和蒸馏水混合分散；（8）将上述混合液混合搅拌反应；（9）加入苯乙烯和过硫酸钾搅拌反应；（10）过滤，依次用无水乙醇和二甲苯清洗；（11）干燥即得。本发明的新型轻质绝热材料具有卓越的隔热性能，绝热性佳，且质轻便利。
【专利说明】
一种新型轻质绝热材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及材料领域，具体涉及一种新型轻质绝热材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会经济的迅猛发展，同一时间也出现了一系列问题，环境问题、能源问题等 都愈发严重，其中，能源的短缺问题正在进一步加剧，经济的不断发展伴随着能耗的进一步 增大，而石油、煤炭等资源作为不可再生资源变得越来越短缺，使得人们不得不重视能源能 耗问题，同时开始考虑节能减耗。而建筑行业在近些年来发展迅速，其中的能耗可谓是一项 巨大的浪费，不少研究者已经开始考虑研究开发新型材料来节约能源，减少不必要的浪费， 由此，保温绝热材料应运而生，同时，材料的质量对于建筑业来说也是一个关键，若材料强 度不变，而质量减轻，则能大大提高建筑的便利。因此，研究开发质轻绝热的建筑材料对于 建筑业的发展，能源的节约都具有重要的意义。
[0003]
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种新型轻质绝热材料，具有卓越的隔 热性能，绝热性佳，且质轻便利。
[0005] 技术方案：一种新型轻质绝热材料，由以下成分以重量份制备而成：苯乙烯20-35 份、二氧化硅气凝胶20-35份、硅酸钠1-3份、过硫酸钾2-5份、肌醇六磷酸0.2-0.5份、月桂醇 聚氧乙烯醚1-3份、二乙醇胺1-3份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷5-10份、乙烯基三乙氧基硅烷 5-10份、碳酸氢钠1-3份、抗氧剂ΤΝΡ0.2-0.5份、山梨酸钾0.2-0.4份、氨水2-5份、无水乙醇 90-110份、蒸馏水125-140份。
[0006] 进一步优选的，所述的一种新型轻质绝热材料，由以下成分以重量份制备而成:苯 乙烯25-30份、二氧化硅气凝胶25-30份、硅酸钠1.5-2.5份、过硫酸钾3-4份、肌醇六磷酸 0.3-0.4份、月桂醇聚氧乙烯醚1.5-2.5份、二乙醇胺1.5-2.5份、γ -巯丙基三甲氧基硅烷6-9份、乙烯基三乙氧基硅烷6-9份、碳酸氢钠1.5-2.5份、抗氧剂ΤΝΡ0.3-0.4份、山梨酸钾 0.25-0.35份、氨水3-4份、无水乙醇95-105份、蒸馏水130-135份。
[0007] 上述新型轻质绝热材料的制备方法包括以下步骤： (1) 将二氧化硅气凝胶和20-30份无水乙醇混合搅拌溶解，放入超声仪中进行超声分 散20-30分钟，得混合液A; (2) 将γ -巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、硅酸钠和25-40份蒸馏水混合， 用磁力搅拌机在温度30-40°C下搅拌10-20分钟； (3) 加入混合液A，继续搅拌10-20分钟； (4) 加入氨水和50-70份无水乙醇，用磁力搅拌机在温度20-25°C下继续搅拌48-50小 时； (5) 过滤，放入真空干燥箱中，在温度60-70°C下烘干； (6) 将上述成分和剩余无水乙醇混合分散20-30分钟； (7) 将肌醇六磷酸、月桂醇聚氧乙烯醚、二乙醇胺、碳酸氢钠、抗氧剂TNP、山梨酸钾和 剩余蒸馏水混合，超声分散20-30分钟； (8) 将上述混合液混合搅拌反应； (9) 加入苯乙烯和过硫酸钾，用磁力搅拌机在温度80-85°C下搅拌反应12-14小时； (10) 过滤，依次用无水乙醇和二甲苯清洗； (11) 放入真空干燥箱中，在温度60-70°C下干燥即得。
[0008] 进一步优选的，步骤(2)中温度为35°C，搅拌时间为15分钟。
[0009] 进一步优选的，步骤(4)中温度为21 -24°C，搅拌时间为48.5-49.5小时。
[0010] 进一步优选的，步骤(5)中温度为65°C。
[0011] 进一步优选的，步骤(6)中分散时间为25分钟。
[0012]进一步优选的，步骤(7)中分散时间为25分钟。
[0013] 进一步优选的，步骤(9冲温度8卜84°C，搅拌反应时间为12.5-13.5小时。
[0014] 进一步优选的，步骤(11)中温度65°C。
[0015] 有益效果：本发明的新型轻质绝热材料具有卓越的隔热性能，其导热系数仅为 0.029W/m · k，绝热性佳，其密度在0.37-0.38g/cm3，质轻便利。
[0016]
【具体实施方式】 [0017] 实施例！ 一种新型轻质绝热材料，由以下成分以重量份制备而成:苯乙烯20份、二氧化硅气凝胶 20份、硅酸钠1份、过硫酸钾2份、肌醇六磷酸0.2份、月桂醇聚氧乙烯醚1份、二乙醇胺1份、 γ -巯丙基三甲氧基硅烷5份、乙烯基三乙氧基硅烷5份、碳酸氢钠1份、抗氧剂ΤΝΡ0.2份、山 梨酸钾0.2份、氨水2份、无水乙醇90份、蒸馏水125份。
[0018]上述新型轻质绝热材料的制备方法为： (1) 将二氧化硅气凝胶和20份无水乙醇混合搅拌溶解，放入超声仪中进行超声分散20 分钟，得混合液A; (2) 将γ -巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、硅酸钠和25份蒸馏水混合，用 磁力搅拌机在温度30°C下搅拌10分钟； (3) 加入混合液A，继续搅拌10分钟； (4) 加入氨水和50份无水乙醇，用磁力搅拌机在温度20°C下继续搅拌48小时； (5) 过滤，放入真空干燥箱中，在温度60°C下烘干； (6) 将上述成分和剩余无水乙醇混合分散20分钟； (7) 将肌醇六磷酸、月桂醇聚氧乙烯醚、二乙醇胺、碳酸氢钠、抗氧剂TNP、山梨酸钾和 剩余蒸馏水混合，超声分散20分钟； (8) 将上述混合液混合搅拌反应； (9) 加入苯乙烯和过硫酸钾，用磁力搅拌机在温度80°C下搅拌反应12小时； (10) 过滤，依次用无水乙醇和二甲苯清洗； (11) 放入真空干燥箱中，在温度60 °C下干燥即得。
[0019] 实施例2 一种新型轻质绝热材料，由以下成分以重量份制备而成:苯乙烯25份、二氧化硅气凝胶 25份、硅酸钠1.5份、过硫酸钾3份、肌醇六磷酸0.3份、月桂醇聚氧乙烯醚1.5份、二乙醇胺 1.5份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷6份、乙烯基三乙氧基硅烷6份、碳酸氢钠1.5份、抗氧剂 ΤΝΡ0.3份、山梨酸钾0.25份、氨水3份、无水乙醇95份、蒸馏水130份。
[0020] 上述新型轻质绝热材料的制备方法为： (1) 将二氧化硅气凝胶和25份无水乙醇混合搅拌溶解，放入超声仪中进行超声分散25 分钟，得混合液A; (2) 将γ -巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、硅酸钠和30份蒸馏水混合，用 磁力搅拌机在温度35°C下搅拌15分钟； (3) 加入混合液A，继续搅拌15分钟； (4) 加入氨水和55份无水乙醇，用磁力搅拌机在温度21°C下继续搅拌48.5小时； (5) 过滤，放入真空干燥箱中，在温度65°C下烘干； (6) 将上述成分和剩余无水乙醇混合分散25分钟； (7) 将肌醇六磷酸、月桂醇聚氧乙烯醚、二乙醇胺、碳酸氢钠、抗氧剂TNP、山梨酸钾和 剩余蒸馏水混合，超声分散25分钟； (8) 将上述混合液混合搅拌反应； (9) 加入苯乙烯和过硫酸钾，用磁力搅拌机在温度81°C下搅拌反应12.5小时； (10) 过滤，依次用无水乙醇和二甲苯清洗； (11) 放入真空干燥箱中，在温度65°C下干燥即得。
[0021] 实施例3 一种新型轻质绝热材料，由以下成分以重量份制备而成:苯乙烯27份、二氧化硅气凝胶 27份、硅酸钠2份、过硫酸钾3.5份、肌醇六磷酸0.35份、月桂醇聚氧乙烯醚2份、二乙醇胺2 份、γ -巯丙基三甲氧基硅烷7.5份、乙烯基三乙氧基硅烷7.5份、碳酸氢钠2份、抗氧剂 ΤΝΡ0.35份、山梨酸钾0.3份、氨水3.5份、无水乙醇100份、蒸馏水133份。
[0022] 上述新型轻质绝热材料的制备方法为： (1) 将二氧化硅气凝胶和25份无水乙醇混合搅拌溶解，放入超声仪中进行超声分散25 分钟，得混合液A; (2) 将γ -巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、硅酸钠和33份蒸馏水混合，用 磁力搅拌机在温度35°C下搅拌15分钟； (3) 加入混合液A，继续搅拌15分钟； (4) 加入氨水和60份无水乙醇，用磁力搅拌机在温度22°C下继续搅拌49小时； (5) 过滤，放入真空干燥箱中，在温度65°C下烘干； (6) 将上述成分和剩余无水乙醇混合分散25分钟； (7) 将肌醇六磷酸、月桂醇聚氧乙烯醚、二乙醇胺、碳酸氢钠、抗氧剂TNP、山梨酸钾和 剩余蒸馏水混合，超声分散25分钟； (8) 将上述混合液混合搅拌反应； (9) 加入苯乙烯和过硫酸钾，用磁力搅拌机在温度82°C下搅拌反应13小时； (10) 过滤，依次用无水乙醇和二甲苯清洗； (11)放入真空干燥箱中，在温度65°C下干燥即得。
[0023] 实施例4 一种新型轻质绝热材料，由以下成分以重量份制备而成:苯乙烯30份、二氧化硅气凝胶 30份、硅酸钠2.5份、过硫酸钾4份、肌醇六磷酸0.4份、月桂醇聚氧乙烯醚2.5份、二乙醇胺 2.5份、γ -巯丙基三甲氧基硅烷9份、乙烯基三乙氧基硅烷9份、碳酸氢钠2.5份、抗氧剂 ΤΝΡ0.4份、山梨酸钾0.35份、氨水4份、无水乙醇105份、蒸馏水135份。
[0024] 上述新型轻质绝热材料的制备方法为： (1) 将二氧化硅气凝胶和25份无水乙醇混合搅拌溶解，放入超声仪中进行超声分散25 分钟，得混合液A; (2) 将γ -巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、硅酸钠和35份蒸馏水混合，用 磁力搅拌机在温度35°C下搅拌15分钟； (3) 加入混合液A，继续搅拌15分钟； (4) 加入氨水和65份无水乙醇，用磁力搅拌机在温度20-25°C下继续搅拌49.5小时； (5) 过滤，放入真空干燥箱中，在温度65°C下烘干； (6) 将上述成分和剩余无水乙醇混合分散25分钟； (7) 将肌醇六磷酸、月桂醇聚氧乙烯醚、二乙醇胺、碳酸氢钠、抗氧剂TNP、山梨酸钾和 剩余蒸馏水混合，超声分散25分钟； (8) 将上述混合液混合搅拌反应； (9) 加入苯乙烯和过硫酸钾，用磁力搅拌机在温度84°C下搅拌反应13.5小时； (10) 过滤，依次用无水乙醇和二甲苯清洗； (11) 放入真空干燥箱中，在温度65°C下干燥即得。
[0025] 实施例5 一种新型轻质绝热材料，由以下成分以重量份制备而成:苯乙烯35份、二氧化硅气凝胶 35份、硅酸钠3份、过硫酸钾5份、肌醇六磷酸0.5份、月桂醇聚氧乙烯醚3份、二乙醇胺3份、 γ_巯丙基三甲氧基硅烷10份、乙烯基三乙氧基硅烷10份、碳酸氢钠3份、抗氧剂ΤΝΡ0.5份、 山梨酸钾0.4份、氨水5份、无水乙醇110份、蒸馏水140份。
[0026]上述新型轻质绝热材料的制备方法为： (1) 将二氧化硅气凝胶和30份无水乙醇混合搅拌溶解，放入超声仪中进行超声分散30 分钟，得混合液A; (2) 将γ -巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、硅酸钠和25-40份蒸馏水混合， 用磁力搅拌机在温度40°C下搅拌20分钟； (3 )加入混合液A，继续搅拌20分钟； (4) 加入氨水和70份无水乙醇，用磁力搅拌机在温度25°C下继续搅拌50小时； (5) 过滤，放入真空干燥箱中，在温度70°C下烘干； (6) 将上述成分和剩余无水乙醇混合分散30分钟； (7) 将肌醇六磷酸、月桂醇聚氧乙烯醚、二乙醇胺、碳酸氢钠、抗氧剂TNP、山梨酸钾和 剩余蒸馏水混合，超声分散30分钟； (8) 将上述混合液混合搅拌反应； (9) 加入苯乙烯和过硫酸钾，用磁力搅拌机在温度85°C下搅拌反应14小时； (10) 过滤，依次用无水乙醇和二甲苯清洗； (11) 放入真空干燥箱中，在温度70°C下干燥即得。
[0027] 对比例1 本实施例与实施例5的区别在于不含有肌醇六磷酸和山梨酸钾。具体地说是： 一种新型轻质绝热材料，由以下成分以重量份制备而成:苯乙烯35份、二氧化硅气凝胶 35份、硅酸钠3份、过硫酸钾5份、月桂醇聚氧乙烯醚3份、二乙醇胺3份、γ-巯丙基三甲氧基 硅烷10份、乙烯基三乙氧基硅烷10份、碳酸氢钠3份、抗氧剂ΤΝΡ0.5份、氨水5份、无水乙醇 110份、蒸馏水140份。
[0028] 上述新型轻质绝热材料的制备方法为： (1) 将二氧化硅气凝胶和30份无水乙醇混合搅拌溶解，放入超声仪中进行超声分散30 分钟，得混合液A; (2) 将γ -巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、硅酸钠和25-40份蒸馏水混合， 用磁力搅拌机在温度40°C下搅拌20分钟； (3 )加入混合液A，继续搅拌20分钟； (4) 加入氨水和70份无水乙醇，用磁力搅拌机在温度25°C下继续搅拌50小时； (5) 过滤，放入真空干燥箱中，在温度70°C下烘干； (6) 将上述成分和剩余无水乙醇混合分散30分钟； (7) 将月桂醇聚氧乙烯醚、二乙醇胺、碳酸氢钠、抗氧剂TNP和剩余蒸馏水混合，超声分 散30分钟； (8) 将上述混合液混合搅拌反应； (9) 加入苯乙烯和过硫酸钾，用磁力搅拌机在温度85°C下搅拌反应14小时； (10) 过滤，依次用无水乙醇和二甲苯清洗； (11) 放入真空干燥箱中，在温度70°C下干燥即得。
[0029] 对比例2 本实施例与实施例5的区别在于不含有硅酸钠。具体地说是： 一种新型轻质绝热材料，由以下成分以重量份制备而成:苯乙烯35份、二氧化硅气凝胶 35份、过硫酸钾5份、肌醇六磷酸0.5份、月桂醇聚氧乙烯醚3份、二乙醇胺3份、γ-巯丙基三 甲氧基硅烷10份、乙烯基三乙氧基硅烷10份、碳酸氢钠3份、抗氧剂ΤΝΡ0.5份、山梨酸钾0.4 份、氨水5份、无水乙醇110份、蒸馏水140份。
[0030] 上述新型轻质绝热材料的制备方法为： (1) 将二氧化硅气凝胶和30份无水乙醇混合搅拌溶解，放入超声仪中进行超声分散30 分钟，得混合液A; (2) 将γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和25-40份蒸馏水混合，用磁力 搅拌机在温度40 °C下搅拌20分钟； (3 )加入混合液A，继续搅拌20分钟； (4) 加入氨水和70份无水乙醇，用磁力搅拌机在温度25°C下继续搅拌50小时； (5) 过滤，放入真空干燥箱中，在温度70°C下烘干； (6) 将上述成分和剩余无水乙醇混合分散30分钟； (7) 将肌醇六磷酸、月桂醇聚氧乙烯醚、二乙醇胺、碳酸氢钠、抗氧剂TNP、山梨酸钾和 剩余蒸馏水混合，超声分散30分钟； (8) 将上述混合液混合搅拌反应； (9) 加入苯乙烯和过硫酸钾，用磁力搅拌机在温度85°C下搅拌反应14小时； (10) 过滤，依次用无水乙醇和二甲苯清洗； (11) 放入真空干燥箱中，在温度70°C下干燥即得。
[0031] 本发明材料的实施例和对比例的部分性能指标见下表，我们可以看到，本发明材 料具有卓越的隔热性能，其导热系数仅为0 . 〇29W/m · k，绝热性佳，其密度在0.37-0.38g/ cm3,质轻便利。
[0032] 表1新型轻质绝热材料的部分性能指标
【主权项】
1. 一种新型轻质绝热材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：苯乙烯20-35 份、二氧化硅气凝胶20-35份、硅酸钠1-3份、过硫酸钾2-5份、肌醇六磷酸0.2-0.5份、月桂醇 聚氧乙烯醚1-3份、二乙醇胺1-3份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷5-10份、乙烯基三乙氧基硅烷 5-10份、碳酸氢钠1-3份、抗氧剂ΤΝΡ0.2-0.5份、山梨酸钾0.2-0.4份、氨水2-5份、无水乙醇 90-110份、蒸馏水125-140份。2. 根据权利要求1所述的一种新型轻质绝热材料，其特征在于：由以下成分以重量份制 备而成:苯乙烯25-30份、二氧化硅气凝胶25-30份、硅酸钠1.5-2.5份、过硫酸钾3-4份、肌醇 六磷酸0.3-0.4份、月桂醇聚氧乙烯醚1.5-2.5份、二乙醇胺1.5-2.5份、γ-巯丙基三甲氧基 硅烷6-9份、乙烯基三乙氧基硅烷6-9份、碳酸氢钠1.5-2.5份、抗氧剂ΤΝΡ0.3-0.4份、山梨酸 钾0.25-0.35份、氨水3-4份、无水乙醇95-105份、蒸馏水130-135份。3. 权利要求1至2任一项所述的一种新型轻质绝热材料的制备方法，其特征在于:包括 以下步骤： (1) 将二氧化硅气凝胶和20-30份无水乙醇混合搅拌溶解，放入超声仪中进行超声分 散20-30分钟，得混合液A; (2) 将γ -巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、硅酸钠和25-40份蒸馏水混合， 用磁力搅拌机在温度30-40°C下搅拌10-20分钟； (3) 加入混合液A，继续搅拌10-20分钟； (4) 加入氨水和50-70份无水乙醇，用磁力搅拌机在温度20-25°C下继续搅拌48-50小 时； (5 )过滤，放入真空干燥箱中，在温度60-70 °C下烘干； (6) 将上述成分和剩余无水乙醇混合分散20-30分钟； (7) 将肌醇六磷酸、月桂醇聚氧乙烯醚、二乙醇胺、碳酸氢钠、抗氧剂TNP、山梨酸钾和 剩余蒸馏水混合，超声分散20-30分钟； (8) 将上述混合液混合搅拌反应； (9) 加入苯乙烯和过硫酸钾，用磁力搅拌机在温度80-85°C下搅拌反应12-14小时； (10) 过滤，依次用无水乙醇和二甲苯清洗； (11) 放入真空干燥箱中，在温度60-70°C下干燥即得。4. 根据权利要求3所述的一种新型轻质绝热材料的制备方法，其特征在于：所述步骤 (2)中温度为35°C，搅拌时间为15分钟。5. 根据权利要求3所述的一种新型轻质绝热材料的制备方法，其特征在于：所述步骤 (4) 中温度为21 -24°C，搅拌时间为48.5-49.5小时。6. 根据权利要求3所述的一种新型轻质绝热材料的制备方法，其特征在于：所述步骤 (5) 中温度为65°(：。7. 根据权利要求3所述的一种新型轻质绝热材料的制备方法，其特征在于：所述步骤 (6 )中分散时间为25分钟。8. 根据权利要求3所述的一种新型轻质绝热材料的制备方法，其特征在于：所述步骤 (7)中分散时间为25分钟。9. 根据权利要求3所述的一种新型轻质绝热材料的制备方法，其特征在于：所述步骤 (9 )中温度81 -84 °C，搅拌反应时间为12.5-13.5小时。
【文档编号】C08K3/36GK106084525SQ201610475843
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】林春梅
【申请人】林春梅