一种气凝胶复合板及其制备方法
【专利说明】 一种气凝胶复合板及其制备方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种气凝胶复合板及其制备方法，用于建筑或工业保温材料领域。
【背景技术】
[0003]现有复合保温板主要由内部保温板和外部复合材料制备而成，其中内部隔热板材一般采用常规保温材料(如发泡塑料)、玻璃纤维或/和气凝胶等材料压制而成，其缺点是材料成本高，不环保，隔热效果不理想，并且用途范围比较窄。而采用特殊的骨架结构并以气凝胶与玻璃纤维或者气凝胶与硅粉、玻璃纤维的混合物或气凝胶与其他隔热材料一起混合后作为填料填充到骨架中，并粘结到底板时能与面板外围密封处理，减少用料成本；此外可以根据不同的条件而粘结不同的底板和面板，使得其使用范围广。由特殊的骨架结构形成单独的小保温板，这样抗损坏能力更好，保温效果更好。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种新型气凝胶复合板及其制备方法，以解决现有技术存在的保温效果差，能耗高，不环保等问题。
[0005]本发明的一种气凝胶复合板，其是以金属、聚酰胺树脂、复合树脂或涂覆阻燃剂的胶合硬纸制成密闭空腔骨架结构，并向其中填充由气凝胶或气凝胶与硅粉，玻璃纤维的混合物或气凝胶与其他隔热材料的混合物制得填料，然后在空腔骨架结构的上下分别与面板和底板粘结，最后在骨架结构与底板或面板连接的边缘处使用防水材料进行密封处理。
[0006]具体地，上述其他隔热材料为玻璃纤维、石棉、岩棉或硅酸盐。
[0007]具体地，上述气凝胶为二氧化硅气凝胶或氧化铝气凝胶。
[0008]具体地，上述底板或面板为石膏板、纤维密度板、水泥板、硅酸钙板、石材、仿石材，金属板或装饰板。
[0009]具体地，上述空腔骨架结构为蜂窝状结构、支架结构或针孔状结构。
[0010]本发明还提供了上述气凝胶复合板的制备方法，其包括以下步骤:
(I)以金属、聚酰胺树脂、复合树脂或涂覆阻燃剂的胶合硬纸制作疏松的空腔骨架结构，其中骨架结构与底板粘结。
[0011](2)气凝胶或气凝胶与硅粉、玻璃纤维的混合物或者气凝胶与其他隔热材料的混合物作为填料填充到空腔骨架结构中。
[0012](3)将底板粘结骨架结构后再与面板相粘结。
[0013](4)底板或面板与骨架的接缝处采用粘结剂粘结进行密封，并且在粘结处涂覆防水涂料或环氧树脂胶等密封胶进行密封处理。
[0014]所述步骤(I)的制作疏松骨架过程可以制作成蜂窝状结构、支架结构，针孔状结构，多边形结构等不规则疏松的空腔骨架结构。
[0015]所述步骤(2)的填充即是将气凝胶填充到疏松的空腔骨架结构内。
[0016]所述的步骤(2)的填充用气凝胶为二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶等阻燃隔热气凝胶。
[0017]所述的步骤⑴和(3)中所用底板和面板为石膏板、纤维密度板、水泥板、硅酸钙板、石材、仿石材，金属板或装饰板。
[0018]本发明的气凝胶复合板及其制备方法，制作一种特殊的骨架结构，固定到底板上面，其中气凝胶或者气凝胶与硅粉、玻璃纤维的混合物或者气凝胶与其他隔热材料混合后作为填料填充到骨架中并粘结面板，同时在粘结处的缝隙用防水涂料或者环氧树脂胶等进行密封处理。
[0019]采用上述方法制备、密封后形成一种新型保温板，这种新型保温板其实是由很多填充气凝胶的小单元结构组成的，用料少，减少了成本。本发明制备得到的复合保温板面积比较小，即使某处遭到破坏，整体保温效果依旧很好。最后可以根据不同的条件粘结不同的底板和面板材料而适用于不同场合，使得其用途范围广。
[0020]聚酰胺树脂，是性能优良用途广泛的化工原料，按其性质可分为两大类:非反应性或中性聚酰胺及反应性聚酰胺。中性聚酰胺主要用于生产油墨、热合性粘结剂和涂料，反应性聚酰胺用于环氧树脂熟化剂，和用于热固性表面涂料、粘结剂、内衬材料及罐封、模铸树脂。
[0021]纤维密度板，是以是以木质纤维或其他植物纤维为原料，施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂制成的人造板材。按其密度的不同，分为高密度板、中密度板、低密度板。密度板很容易进行涂饰加工；各种涂料、油漆类均可均匀地涂在密度板上，是做油漆效果的首选基材；密度板又是一种美观的装饰板材；此外各种木皮、胶纸薄膜、饰面板、轻金属薄板、三聚氰胺板等材料均可胶贴在密度板表面上；同时硬质密度板经冲制，钻孔，还可制成吸声板，应用于建筑的装饰工程中；并且密度板的物理性能极好，材质均匀，不存在脱水问题。
[0022]水泥板是以水泥为主要原材料加工生产的一种建筑平板，是一种介于石膏板和石材之间、可自由切割、钻孔、雕刻的建筑产品，以其优于石膏板、木板的防火、防水、防腐、防虫、隔音性能和远远低于石材的价格而成为建筑行业广泛使用的建筑材料。水泥板有预制的，也有现浇的。
[0023]硅酸钙板是以无机矿物纤维或纤维素纤维等松散短纤维为增强材料，以硅质-钙质材料为主体胶结材料，经制浆、成型、在高温高压饱和蒸汽中加速固化反应，形成硅酸钙胶凝体而制成的板材。硅酸钙板是一种具有优良性能的新型建筑和工业用板材，其产品防火，防潮，隔音，防虫蛀，耐久性较好，是吊顶，隔断的理想装饰板材。
[0024]石材(Stone)作为一种高档建筑装饰材料广泛应用于室内外装饰设计、幕墙装饰和公共设施建设。目前市场上常见的石材主要分为天然石和人造石。天然石材按物理化学特性品质又分为板岩和花岗岩两种。人造石按工序分为水磨石和合成石。水磨石是以水泥、混凝土等原料锻压而成；合成石是以天然石的碎石为原料，加上粘合剂等经加压、抛光而成。后两者为人工制成，所以强度没有天然石材价值高。石材是建筑装饰材料的高档产品，天然石材大体分为花岗岩、板岩、砂岩、石灰岩、火山岩等，随着科技的不断发展和进步，人造石的产品也不断日新月异，质量和美观已经不逊色天然石材。随着建筑设计的发展，石材早已经成为建筑、装饰、道路、桥梁建设的重要原料之一所述的步骤(4)中密封处涂覆防水涂料或环氧树脂胶等密封胶进行密封处理。
[0025]气凝胶是一种固体物质形态，是世界上密度最小的固体之一。一般常见的气凝胶为硅气凝胶，也有碳气凝胶存在。目前最轻的硅气凝胶仅有3毫克每立方厘米，比空气重三倍，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。其具有以下优点:1、孔隙率很高，可高达99.8% ;2、纳米级别孔洞(20?10nm)和三维纳米骨架颗粒(2~5nm) ;3、高比表面积，可高达100m2/g ;4、低密度，可低至0.003g/cm3;5、气凝胶独特的结构决定了其具有极低的热导率，常温下可以低至0.013W/(m*K) ;6、强度低，脆性大，由于其比表面积和孔隙率很大，密度很低，导致其强度很低。
[0026]隔热材料(thermal insulat1n material)，能阻滞热流传递的材料，又称热绝缘材料。传统绝热材料，如玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等，新型