一种PET-气凝胶棉自粘复合材料及其制备方法与流程

文档序号:35984974发布日期:2023-11-10 06:15阅读:60来源:国知局

本发明涉及隔热材料,尤其涉及一种pet-气凝胶棉自粘复合材料及其制备方法。


背景技术:

1、气凝胶是一种具有三维纳米多孔网络结构的固体材料,具有低密度、高孔洞率、高比表面积的特点。气凝胶的热导率低、防火等级高、使用温度范围广,是一种极佳的隔热材料,其热导率可低至0.012w/(m·k)。目前,二氧化硅气凝胶作为保温隔热材料,已经在建筑、汽车、航天、电子设备等行业得到了广泛的推广和应用。其中,电动汽车所使用的动力电池由于容易发生热失控的安全问题,对电芯、壳体之间的隔热性能要求很高。二氧化硅气凝胶质轻、隔热效果好,但是,二氧化硅气凝胶的脆性大、成型性差,在外力作用下容易发生破碎,产生掉粉现象,会影响产品的结构稳定性和使用性能,并且不利于人体健康。目前,通常是将二氧化硅气凝胶与高分子材料复合来改善这一问题,例如将二氧化硅气凝胶与pet纤维毡复合。原位溶胶凝胶法是常用的复合方法,可以将二氧化硅气凝胶负载在纤维毡的表面和内部,得到的复合材料能够保持优良的隔热性能,但是其涉及的工艺复杂,对设备和反应条件的要求很高;另一种常用的复合方法是先将二氧化硅气凝胶粉体与胶粘剂等组分配制成浆料,然后与纤维毡复合,通过胶粘剂的作用使二氧化硅气凝胶负载在纤维毡上,但是该方法为了保证气凝胶的负载量和结合牢度,浆料中往往需要加入较高含量的粘结剂,会使纤维丝发生粘结或者堵塞孔隙,使材料的隔热性能降低。


技术实现思路

1、本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种pet-气凝胶棉自粘复合材料及其制备方法。

2、本发明是通过以下技术方案实现的:

3、一种pet-气凝胶棉自粘复合材料的制备方法,包括以下步骤:

4、s1、将pet纤维毡置于浓度为1~2mol/l的naoh溶液中,于50~80℃下浸渍处理5~10min,然后水洗、干燥,得到预处理pet纤维毡;

5、s2、将所述预处理pet纤维毡置于聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中,于常温下浸渍处理5~10min,然后水洗、干燥,得到pdda改性pet纤维毡;

6、s3、将所述pdda改性pet纤维毡置于磺酸化改性海泡石纤维的水分散液中,于常温下浸渍处理5~10min,然后水洗、干燥,得到海泡石纤维-pet复合纤维毡;

7、s4、将氨基硅烷改性sio2气凝胶粉体加入无水乙醇和水的混合溶剂中,然后均匀滴加到海泡石纤维-pet复合纤维毡中,干燥后得到pet-sio2气凝胶复合纤维毡;

8、s5、在所述pet-sio2气凝胶复合纤维毡的至少一个表面贴合热熔胶层,得到pet-气凝胶棉自粘复合材料。

9、优选地,s2中,所述聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液的浓度为0.2~0.5wt%。

10、优选地,s3中,所述磺酸化改性海泡石纤维的水分散液的固含量为0.5~1.5%。

11、优选地,s3中,所述磺酸化改性海泡石纤维的制备方法为:先用巯基硅烷对海泡石纤维进行表面改性,然后将得到的巯基硅烷改性海泡石纤维加入双氧水中进行氧化反应,即得。

12、优选地,所述磺酸化改性海泡石纤维的制备方法为:先将巯基硅烷加入适量乙醇-水混合溶剂中,得到巯基硅烷水解液,然后将巯基硅烷水解液与海泡石纤维混合,搅拌20~60min后真空干燥,得到巯基硅烷改性海泡石纤维;将巯基硅烷改性海泡石纤维加入质量浓度为5~15%的双氧水中,于40~80℃进行氧化反应1~3h,然后离心、洗涤、真空干燥,即得。

13、优选地,所述巯基硅烷与海泡石纤维的质量比为(2~3):10。

14、优选地,所述巯基硅烷为3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷或其组合。

15、优选地,所述海泡石纤维的长度为5~20μm。海泡石纤维的制备方法可采用常规方法,例如无机酸酸化解离法。

16、优选地,s4中,所述氨基硅烷改性sio2气凝胶粉体是由氨基硅烷对sio2气凝胶粉体进行表面改性得到,其中氨基硅烷与sio2气凝胶粉体的质量比为(2~3):10。

17、优选地,所述sio2气凝胶粉体的粒径为5~50μm。

18、优选地,s4中,所述无水乙醇和水的混合溶剂是由无水乙醇和水按体积比为(5~10):1混合得到。

19、优选地,s4中,所述氨基硅烷改性sio2气凝胶粉体与混合溶剂的质量比为(0.5~1):10。

20、优选地,所述pet纤维毡的厚度为1~10mm。

21、一种pet-气凝胶棉自粘复合材料,由所述的制备方法制得。

22、本发明的优点是:

23、本发明先采用naoh对pet纤维毡进行预处理在纤维毡表面引入羟基,将预处理纤维毡在聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中浸渍处理得到表面带正电荷的pdda改性pet纤维毡,然后在磺酸化改性海泡石纤维的水分散液中浸渍处理,通过静电作用将表面带负电荷的磺酸化改性海泡石纤维牢固地结合在纤维毡中,再加入氨基硅烷改性sio2气凝胶的分散液,干燥后得到pet-sio2气凝胶复合纤维毡,最后贴合热熔胶层得到pet-气凝胶棉自粘复合材料。本发明通过静电作用将海泡石纤维牢固地结合在纤维毡中,形成包含海泡石纤维骨架的三维网络结构,既可以对纤维毡的三维结构起到支撑作用,改善材料的隔热性能,又能利用海泡石纤维的高吸附性能和高表面活性,以及海泡石纤维表面磺酸基团与sio2气凝胶粉体表面氨基之间的静电作用使sio2气凝胶粉体牢固地嵌合在海泡石纤维与pet纤维形成的网络中,有效改善sio2气凝胶粉体的掉粉现象。本发明的pet-气凝胶棉自粘复合材料隔热效果好,而且掉粉率低,具有优良的综合性能。



技术特征:

1.一种pet-气凝胶棉自粘复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的pet-气凝胶棉自粘复合材料的制备方法,其特征在于,s2中,所述聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液的浓度为0.2~0.5wt%。

3.根据权利要求1所述的pet-气凝胶棉自粘复合材料的制备方法,其特征在于,s3中,所述磺酸化改性海泡石纤维的制备方法为:先用巯基硅烷对海泡石纤维进行表面改性,然后将得到的巯基硅烷改性海泡石纤维加入双氧水中进行氧化反应,即得。

4.根据权利要求3所述的pet-气凝胶棉自粘复合材料的制备方法,其特征在于,所述巯基硅烷与海泡石纤维的质量比为(2~3):10。

5.根据权利要求3所述的pet-气凝胶棉自粘复合材料的制备方法,其特征在于,所述海泡石纤维的长度为5~20μm。

6.根据权利要求1所述的pet-气凝胶棉自粘复合材料的制备方法,其特征在于,s4中,所述氨基硅烷改性sio2气凝胶粉体是由氨基硅烷对sio2气凝胶粉体进行表面改性得到,其中氨基硅烷与sio2气凝胶粉体的质量比为(2~3):10。

7.根据权利要求6所述的pet-气凝胶棉自粘复合材料的制备方法,其特征在于,所述sio2气凝胶粉体的粒径为5~50μm。

8.根据权利要求1所述的pet-气凝胶棉自粘复合材料的制备方法,其特征在于,s4中,所述无水乙醇和水的混合溶剂是由无水乙醇和水按体积比为(5~10):1混合得到。

9.根据权利要求1所述的pet-气凝胶棉自粘复合材料的制备方法,其特征在于,s4中,所述氨基硅烷改性sio2气凝胶粉体与混合溶剂的质量比为(0.5~1):10。

10.一种pet-气凝胶棉自粘复合材料,其特征在于,由权利要求1~9任一项所述的制备方法制得。


技术总结
本发明公开了一种PET‑气凝胶棉自粘复合材料及其制备方法,先采用NaOH对PET纤维毡进行预处理在纤维毡表面引入羟基,将预处理纤维毡在聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中浸渍处理得到表面带正电荷的PDDA改性PET纤维毡,然后在磺酸化改性海泡石纤维的水分散液中浸渍处理,通过静电作用将表面带负电荷的磺酸化改性海泡石纤维牢固地结合在纤维毡上,再加入氨基硅烷改性SiO2气凝胶的分散液,干燥后得到PET‑SiO2气凝胶复合纤维毡,最后贴合热熔胶层得到PET‑气凝胶棉自粘复合材料。本发明的PET‑气凝胶棉自粘复合材料隔热效果好,而且掉粉率低,具有优良的综合性能。

技术研发人员:徐华,赵文建
受保护的技术使用者:安徽高瓴金属科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/16
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