一种新型绝热材料的制备方法与流程

文档序号:15158648发布日期:2018-08-14 08:16阅读:209来源:国知局
本发明属于绝热材料
技术领域
,具体涉及一种新型绝热材料的制备方法。
背景技术
:绝热材料是指能阻滞热流传递的材料,又称热绝缘材料。常用的绝热材料如石棉、玻璃棉、岩棉、硅酸铝纤维、微孔硅酸钙、泡沫玻璃、膨胀珍珠岩等材料,在常温下有较低的导热系数,但随着温度的升高,它的热导率也会快速递升,特别在高温区热导率递升更快。它们用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料。绝热材料一方面满足了建筑空间或热工设备的热环境,另一方面也节约了能源。因此,有些国家将绝热材料看作是继煤炭、石油、天然气、核能之后的第五大能源。随着科学技术的进步,纳米孔绝热材料也逐步被应用,它与普通绝热材料的明显区别,在于比静止空气更低的热导率,并且随着温度的升高,特别在高温区热导率的递升远远低于常用绝热材料。通常纳米孔绝热材料由溶胶-凝胶法来制得硅气凝胶,但这种气凝胶的制备需要在高温高压下通过超临界干燥。虽经溶剂置换、溶剂清洗等改进工艺,仍需要在高压下干燥。因此纳米孔绝热材料虽然具有优异的绝热性能,但制备工艺复杂、能耗大、产量小、成本高,价格是普通绝热材料的几十倍,甚至上百倍,制约了纳米孔绝热材料的广泛应用。综上所述,因此,需要一种更好的绝热材料,来改善现有技术的不足。技术实现要素:本发明的目的是提供一种新型绝热材料的制备方法,本发明制备的绝热材料导热系数低,制备方法简单可行,施工可行性高,还具有无毒、不燃、环保、热导率低、性能高、易施工的优点。本发明提供了如下的技术方案:一种新型绝热材料的制备方法,包括以下步骤:a、将改性蒙特土、无机纤维、二氧化硅和硅酸盐水泥混合,导入高混机中,在800-1000r/min的转速下搅拌分散30-40min,得到基料;b、向基料中加入纳米分散液,置于90-120℃下加热并搅拌30-45min,再加入无水乙醇,降温至55-65℃加热并搅拌10-15min,得到材料一;c、向材料一中加入氮化硅粉、十二烷基苯磺酸钠和活性炭乳液,在200-300r/min的转速下搅拌20-30min,再加入粘结剂、遮光剂,搅拌得到浆料;d、将浆料导入模具中,再置于真空干燥箱中,在70-80℃、压力为3-5mpa下干燥2-4h,再取出养护处理,即可得到成品。优选的,所述步骤a的改性蒙特土的制备方法为:将蒙特土放入ph值为5-6的硼酸水溶液中浸泡5-7h,随后去除硼酸水溶液,对蒙特土进行冲洗至ph为6.5-7,再置于50-60℃下烘干,即可制成改性蒙特土。优选的,所述步骤a的无机纤维为无碱玻璃纤维、高硅氧纤维和玄武岩纤维中的任一种或几种的混合。优选的,所述步骤b的纳米分散液的制备方法为:将纳米二氧化硅、分散剂和乳化剂依次加入到有机溶剂中,并用高速分散机在2000-3000r/min的转速下搅拌20-25min,即可得到纳米分散液。优选的,所述步骤c的活性炭乳液的制备方法为:将人造纤维倒入清水中,用搅拌器搅拌30-40min,然后加入活性炭、活性剂,继续搅拌15-20min,即可得到活性炭乳液。优选的,所述步骤c的粘结剂为环氧树脂乳液、苯-丙乳液和乙烯-醋酸乙烯酯乳液中的任一种或几种的混合。优选的,所述步骤c的遮光剂为氧化钛、氧化铁、氧化锆和碳化硅中的任一种或几种的混合。优选的,所述步骤d的养护处理方法为:置于常温下,在相对湿度为70-80%的环境中养护7-10天。本发明的有益效果是:本发明制备的绝热材料导热系数低,制备方法简单可行,施工可行性高,还具有无毒、不燃、环保、热导率低、性能高、易施工的优点。本发明中的纳米分散液采用的纳米二氧化硅材料成本低、来源广、无毒、环保、热导率低、强度高、易施工,没有使用传统的超临界状态干燥的复杂工艺,大大的简便的制作工艺、降低了成本。本发明中的活性炭乳液通过增加活性炭,可使活性炭混合于人造纤维中,可以有效增强温度吸附效果,从而达到隔热的目的。具体实施方式实施例1一种新型绝热材料的制备方法,包括以下步骤:a、将改性蒙特土、无机纤维、二氧化硅和硅酸盐水泥混合,导入高混机中,在800r/min的转速下搅拌分散40min,得到基料;b、向基料中加入纳米分散液,置于120℃下加热并搅拌30min,再加入无水乙醇,降温至65℃加热并搅拌10min,得到材料一;c、向材料一中加入氮化硅粉、十二烷基苯磺酸钠和活性炭乳液,在300r/min的转速下搅拌20min,再加入粘结剂、遮光剂,搅拌得到浆料;d、将浆料导入模具中,再置于真空干燥箱中,在80℃、压力为3mpa下干燥2h,再取出养护处理,即可得到成品。步骤a的改性蒙特土的制备方法为:将蒙特土放入ph值为6的硼酸水溶液中浸泡7h,随后去除硼酸水溶液,对蒙特土进行冲洗至ph为6.5,再置于60℃下烘干,即可制成改性蒙特土。步骤a的无机纤维为无碱玻璃纤维、高硅氧纤维和玄武岩纤维的混合。步骤b的纳米分散液的制备方法为:将纳米二氧化硅、分散剂和乳化剂依次加入到有机溶剂中,并用高速分散机在3000r/min的转速下搅拌20min,即可得到纳米分散液。步骤c的活性炭乳液的制备方法为:将人造纤维倒入清水中,用搅拌器搅拌30min,然后加入活性炭、活性剂,继续搅拌20min,即可得到活性炭乳液。步骤c的粘结剂为环氧树脂乳液、苯-丙乳液和乙烯-醋酸乙烯酯乳液的混合。步骤c的遮光剂为氧化钛、氧化铁、氧化锆和碳化硅的混合。步骤d的养护处理方法为:置于常温下,在相对湿度为80%的环境中养护7天。实施例2一种新型绝热材料的制备方法,包括以下步骤:a、将改性蒙特土、无机纤维、二氧化硅和硅酸盐水泥混合,导入高混机中,在800r/min的转速下搅拌分散30min,得到基料;b、向基料中加入纳米分散液,置于90℃下加热并搅拌30min,再加入无水乙醇,降温至55℃加热并搅拌10min,得到材料一;c、向材料一中加入氮化硅粉、十二烷基苯磺酸钠和活性炭乳液,在200r/min的转速下搅拌20min,再加入粘结剂、遮光剂,搅拌得到浆料;d、将浆料导入模具中,再置于真空干燥箱中,在70℃、压力为3mpa下干燥2h,再取出养护处理,即可得到成品。步骤a的改性蒙特土的制备方法为:将蒙特土放入ph值为5的硼酸水溶液中浸泡5h,随后去除硼酸水溶液,对蒙特土进行冲洗至ph为6.5,再置于50℃下烘干,即可制成改性蒙特土。步骤a的无机纤维为无碱玻璃纤维、高硅氧纤维和玄武岩纤维的混合。步骤b的纳米分散液的制备方法为:将纳米二氧化硅、分散剂和乳化剂依次加入到有机溶剂中,并用高速分散机在2000r/min的转速下搅拌20min,即可得到纳米分散液。步骤c的活性炭乳液的制备方法为:将人造纤维倒入清水中,用搅拌器搅拌30min,然后加入活性炭、活性剂,继续搅拌15min,即可得到活性炭乳液。步骤c的粘结剂为环氧树脂乳液、苯-丙乳液和乙烯-醋酸乙烯酯乳液的混合。步骤c的遮光剂为氧化钛、氧化铁、氧化锆和碳化硅的混合。步骤d的养护处理方法为:置于常温下,在相对湿度为70%的环境中养护7天。实施例3一种新型绝热材料的制备方法,包括以下步骤:a、将改性蒙特土、无机纤维、二氧化硅和硅酸盐水泥混合,导入高混机中,在1000r/min的转速下搅拌分散40min,得到基料;b、向基料中加入纳米分散液,置于120℃下加热并搅拌45min,再加入无水乙醇,降温至65℃加热并搅拌15min,得到材料一;c、向材料一中加入氮化硅粉、十二烷基苯磺酸钠和活性炭乳液,在300r/min的转速下搅拌30min,再加入粘结剂、遮光剂,搅拌得到浆料;d、将浆料导入模具中,再置于真空干燥箱中,在80℃、压力为5mpa下干燥4h,再取出养护处理,即可得到成品。步骤a的改性蒙特土的制备方法为:将蒙特土放入ph值为6的硼酸水溶液中浸泡7h,随后去除硼酸水溶液,对蒙特土进行冲洗至ph为7,再置于60℃下烘干,即可制成改性蒙特土。步骤a的无机纤维为无碱玻璃纤维、高硅氧纤维和玄武岩纤维的混合。步骤b的纳米分散液的制备方法为:将纳米二氧化硅、分散剂和乳化剂依次加入到有机溶剂中,并用高速分散机在3000r/min的转速下搅拌25min,即可得到纳米分散液。步骤c的活性炭乳液的制备方法为:将人造纤维倒入清水中,用搅拌器搅拌40min,然后加入活性炭、活性剂,继续搅拌20min,即可得到活性炭乳液。步骤c的粘结剂为环氧树脂乳液、苯-丙乳液和乙烯-醋酸乙烯酯乳液的混合。步骤c的遮光剂为氧化钛、氧化铁、氧化锆和碳化硅的混合。步骤d的养护处理方法为:置于常温下,在相对湿度为80%的环境中养护10天。检测以上实施例制备的绝热材料,得到以下实验数据:表一:项目容重(kg/m3)加热线收缩率(%)ph值常温导热系数(w/m·k)抗拉强度(kpa)压缩回弹率(%)实施例1621.270.0210378实施例2601.170.0210682实施例3581.170.0310583以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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